Ein neuer Laser erzeugt kontrollierte Oberflächenwellen auf einem Mikrochip und soll so künftige Smartphones kompakter und effizienter machen. (© Flitsart via Pixabay)
Un equipo de investigación de la University of Colorado Boulder, la University of Arizona y los Sandia National Laboratories ha desarrollado un chip capaz de generar vibraciones microscópicas. Según los investigadores, este avance promete una nueva era para los dispositivos de comunicación inalámbrica, con modelos más delgados, rápidos y eficientes energéticamente que los actuales.
Las ondas superficiales reemplazan a docenas de chips de filtro
Los teléfonos inteligentes ya utilizan las llamadas ondas acústicas de superficie (OAS), que sirven como filtros en el procesamiento de señales. Cuando un teléfono móvil recibe señales de radio de una torre de telefonía, los chips las convierten en minúsculas vibraciones, filtran las señales no deseadas y reconvierten las vibraciones purificadas en ondas de radio. Este proceso ocurre en cada llamada telefónica, mensaje de texto y acceso a internet.
0:55
So erstellt ihr einen Sticker auf WhatsApp in unter 60 Sekunden
El problema actual es que los sistemas de OAS existentes requieren múltiples chips separados y una alimentación de energía compleja para generar estas ondas. Aquí es donde entra en juego el “láser de fonones” desarrollado por los investigadores, que, según afirman, permitirá en el futuro realizar todo el procesamiento de señales en un único chip.
Terremotos controlados en miniatura
“Se puede imaginar como las ondas de un terremoto, solo que en la superficie de un chip diminuto”, explica Alexander Wendt, doctorando en la University of Arizona y autor principal del estudio publicado el 14 de enero de 2026 en la revista Nature.
- El chip consta de tres capas delgadas de material apiladas sobre un chip de aproximadamente medio milímetro de tamaño. La base está formada por silicio; sobre él se encuentra el niobato de litio, un material que convierte la electricidad en vibración, y en la parte superior hay una capa ultrafina de arseniuro de indio y galio, que acelera los electrones a velocidades extremadamente altas.
- Juntas, estas tres capas permiten una interacción directa entre las ondas mecánicas y los electrones en movimiento rápido, que es la clave de toda la tecnología.
La analogía de la piscina de olas
Según los investigadores, el funcionamiento del láser de fonones es similar al de una piscina de olas: la corriente eléctrica genera ondas superficiales en el niobato de litio, que rebotan como la luz entre los espejos de un láser.
- En cada pasada hacia adelante, las ondas se amplifican, mientras que en el camino de regreso pierden casi el 99 por ciento de su fuerza. El equipo ha optimizado el diseño, según afirman, para que una amplificación compense esta enorme pérdida.
- Después de varios ciclos, la onda es tan fuerte que emerge por un lado del chip, comparable a cómo la luz láser se acumula entre los espejos y finalmente emerge.
Este láser de fonones fue la última pieza del dominó que teníamos que derribar. Ahora podemos fabricar literalmente cada componente que se necesita para un dispositivo de radio en un solo chip con la misma tecnología.
Matt Eichenfeld, líder de la investigación
Los prototipos actuales funcionan a alrededor de un gigahercio. Esta frecuencia ya se utiliza en la comunicación inalámbrica. Los investigadores creen que el diseño se puede escalar a frecuencias mucho más altas.
Las frecuencias más altas permitirían un procesamiento de señales más rápido y un filtrado más limpio. Esto, según los investigadores, reduciría la necesidad de múltiples componentes de radio en los teléfonos inteligentes, una de las principales razones por las que los dispositivos modernos están tan densamente empaquetados.
No solo los teléfonos móviles se beneficiarán, una vez alcanzada la madurez del mercado
Los investigadores enfatizan que las posibles aplicaciones van mucho más allá de los teléfonos inteligentes: los dispositivos portátiles, los sistemas GPS, la tecnología de radar y otros sistemas inalámbricos que requieren señales más limpias y una sincronización más precisa también se beneficiarían de la tecnología, según el equipo.
Sin embargo, el desarrollo del prototipo de laboratorio a un producto comercializable aún está pendiente. El voltaje de umbral de 36 voltios mencionado en el documento de investigación es significativamente superior a los voltajes de suministro habituales en los teléfonos inteligentes, y el equipo aún debe demostrar que la tecnología puede alcanzar de forma fiable frecuencias mucho más altas en una carcasa lista para la producción en serie.
