Поверхностные акустические волны (ПАВ) уже стали ключевым компонентом современных беспроводных устройств. Они действуют как фильтры, преобразующие радиосигналы в крошечные вибрации, чтобы отсеять шумы, а затем снова превращают их обратно в радиоволны. Однако существующие устройства ПАВ имеют ограничения: они требуют нескольких чипов, а на частотах выше примерно 2,5 ГГц их производительность падает.
Новое устройство, созданное специалистами из университетов Колорадо и Аризоны, а также Сандийских национальных лабораторий (США), размером около 0,5 мм. Его основа — кремниевая подложка, поверх которой нанесен тонкий слой ниобата лития (пьезоэлектрик, преобразующий вибрации в электрическое поле) и сверхтонкий слой арсенида галлия-индия для ускорения электронов. Под действием постоянного тока в слое ниобата лития возникают колебания.
Эти колебания, как и свет в обычном лазере, многократно отражаются между зеркалами-отражателями. При каждом проходе волны усиливаются, преодолевая потери обратного движения составляющие почти 99%. Таким образом возникает устойчивая, усиленная акустическая волна — фононный лазер.
Сейчас устройство генерирует волны на частоте 1 ГГц, но, по словам ученых, его можно масштабировать до десятков или даже сотен гигагерц. Это значительно превышает пределы обычных фильтров ПАВ, пишет IE.
«Диодные лазеры — краеугольный камень большинства оптических технологий. Мы хотели создать аналог такого лазера, но для поверхностных акустических волн», — пояснил Мэтт Айкенфилд, старший автор исследования. В перспективе это позволит интегрировать все радиокомпоненты — приемники, фильтры и передатчики — в единый микрочип.
Такая интеграция может привести к революции в дизайне электроники. Смартфоны будущего могут стать значительно тоньше, а их аккумуляторы — работать дольше, поскольку вместо множества отдельных чипов для обработки радиосигналов можно будет обойтись одним.
Исследователи из Германии продемонстрировали новый метод идентификации людей с использованием исключительно сигналов Wi-Fi в их окружении. Этот подход не требует наличия у «жертвы» смартфона, планшета или других подключенных гаджетов.
