Fononica maakt kleinere mobiele apparatuur mogelijk

2 januari 2019, 13:19
Het muntje geeft een indruk van de afmetingen van de fononica-component (foto: Caltech).
Het muntje geeft een indruk van de afmetingen van de fononica-component (foto: Caltech).
Moderne mobiele apparatuur maakt gebruik van componenten die met behulp van geluidsgolven (trillingen) signalen filteren of vertragen. De bestaande componenten op dit gebied (SAW-filters, Surface Acoustic Wave-filters) maken verdere verkleining van mobiele apparatuur echter moeilijk, zo niet onmogelijk, en leggen bovendien beperkingen op aan de haalbare communicatiebandbreedte.

Fononica

Een onderzoeksteam van Caltech (California Institute of Technology) heeft nu echter nieuwe versies van deze componenten ontworpen die mogelijkheden bieden welke met vorige generaties niet mogelijk waren. Deze nieuwe componenten (fononica-componenten) kunnen worden gebruikt in sensoren, quantumcomputers en smartphones.

Trillingen

De nieuwe fononica-componenten bevatten onderdelen die extreem snel trillen – die tientallen miljoenen malen per seconde heen en weer bewegen. Dit werd mogelijk dankzij het gebruik van cilindertjes van siliciumnitride die slechts 90 nm dik zijn. Deze zijn in roosters gerangschikt, waarbij verschillende roosterpatronen in verschillende eigenschappen van de component resulteren.

Eénrichting

De onderzoekers hebben aangetoond dat deze arrays als afstembare filters voor signalen met verschillende frequenties kunnen fungeren. Ook bleek dat de componenten als éénrichting-ventielen voor hoogfrequente golven kunnen werken. De mogelijkheid om golven slechts in één enkele richting door te laten komt de signaalsterkte ten goede doordat interferentie wordt gereduceerd.

Nieuwe componenten

Het onderzoek biedt perspectieven voor het ontwerp van nieuwe componenten – transistoren en RF-isolatoren op basis van fononen in plaats van elektronen.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature Nanotechnology en Nature.
 
Bron: Caltech
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items