Mobilgeräten

Investigadores han desarrollado por primera vez un “láser de fonones” que produce minúsculas vibraciones en un único chip. Esta tecnología podría hacer que los smartphones sean significativamente más delgados, potentes y eficientes energéticamente. El desarrollo, fruto del trabajo de un equipo internacional, representa un avance crucial para la comunicación móvil.

¿Qué es un láser de fonones?

A diferencia de un láser convencional, que emite luz (fotones), un láser de fonones genera un haz controlado de partículas sonoras. Estas vibraciones mecánicas, denominadas fonones, se propagan por la superficie del chip, de forma similar a las ondas sísmicas, pero billones de veces más pequeñas. El nuevo dispositivo se denomina láser de ondas acústicas superficiales (SAW) de fonones.

El chip multicapa consta de una base de silicio, una capa de niobato de litio piezoeléctrico y una capa ultrafina de arseniuro de indio y galio. Esta combinación permite generar y controlar las vibraciones eléctricamente y con alta precisión en un único chip sólido.

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El fin del despilfarro de espacio en el móvil

La tecnología resuelve un problema central de espacio en los smartphones actuales. Las ondas superficiales ya son esenciales para limpiar las señales de telefonía móvil de ruido. Sin embargo, los dispositivos actuales necesitan para ello numerosos chips y componentes separados que consumen un valioso espacio de construcción.

El nuevo láser de fonones promete simplificar todo este proceso. Un único chip podría encargarse de todo el procesamiento de señales en el futuro. Esto no solo ahorra espacio, sino también energía. Como resultado, dispositivos significativamente más delgados con mayor duración de la batería.

Turbo para 5G y 6G

El prototipo ya funciona con una frecuencia de alrededor de un gigahercio, dentro del rango de las redes móviles actuales. Sin embargo, los investigadores confían en poder aumentar la frecuencia a diez o incluso cien gigahercios. Los componentes SAW convencionales alcanzan sus límites a unos 4 gigahercios.

Las frecuencias más altas significan un procesamiento de datos más rápido y un filtrado de señales más claro. Esto es precisamente el requisito previo para redes 5G más potentes y futuras redes 6G. La integración de todas las funciones en un solo componente sería la pieza final del rompecabezas para alojar todos los componentes de radio necesarios con la misma tecnología en un solo chip.

Aplicaciones que van más allá de los smartphones

El impacto de este desarrollo va mucho más allá de los teléfonos móviles más delgados. Los chips más eficientes y pequeños podrían revolucionar los dispositivos portátiles (wearables), los sistemas GPS, la tecnología de radar y los dispositivos IoT.

Además, el control preciso de las vibraciones en el chip abre completamente nuevos campos de aplicación. Los físicos ya están trabajando en sistemas híbridos que combinan láseres de fonones con circuitos fotónicos. Estos chips podrían manipular tanto la luz como las vibraciones, una tecnología clave para futuras computadoras cuánticas, en las que las vibraciones estables son necesarias para controlar los qubits.

Sin embargo, aún deben superarse obstáculos antes de que la tecnología llegue al mercado. Los investigadores deben alcanzar de forma fiable las altas frecuencias necesarias para los futuros estándares de comunicación móvil y desarrollar un método para la producción en masa. Sin embargo, se han sentado las bases para la próxima revolución en la comunicación inalámbrica.

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