콜로라도 대학교 볼더 대학교, 애리조나 대학교, 샌디아 국립 연구소의 연구원들은 마이크로칩 표면에 제어된 진동을 생성하는 새로운 장치를 개발했습니다. 이러한 파도는 미래의 스마트폰이 더 얇고, 더 빠르고, 더 효율적으로 무선 신호를 처리하는 데 도움이 될 수 있습니다.
연구 논문에 따르면, 그들은 "상상할 수 있는 가장 작은 지진"을 일으킬 수 있는 표면탄성파(SAW) 포논 레이저를 개발했습니다. 빛 대신에 이 레이저는 재료 표면을 따라 스치는 기계적 파동을 보냅니다.
전화기는 이미 지저분한 무선 신호를 정리하기 위해 표면 음향파에 의존하고 있지만 여러 구성 요소가 필요합니다. 이 새로운 접근 방식은 많은 작업을 단일 소형 칩으로 압축하여 공간을 확보하는 동시에 성능을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
칩은 여러 층으로 내장되어 있습니다. 그 바탕에는 현대 전자제품의 표준 기반인 실리콘이 있습니다. 맨 위에는 전기 신호를 기계적 동작으로 바꾸는 압전 소재인 니오브산리튬이 있습니다. 인듐 갈륨 비소 층은 전류가 장치를 통해 흐를 때 전자를 가속하는 데 도움이 됩니다.
전원을 켜면 구조는 레이저가 빛을 방출하는 것과 마찬가지로 이리저리 튀고 서로를 강화하며 결국 제어된 흐름으로 흘러나오는 표면 진동을 생성합니다. 이러한 진동은 현재 약 1기가헤르츠에서 작동하며, 이는 이미 무선 통신에 사용되는 범위에 들어갑니다.
연구원들은 설계가 훨씬 더 높은 주파수로 추진되어 더 빠른 신호 처리와 더 깨끗한 필터링의 문을 열 수 있다고 믿습니다. 이는 휴대폰 내부에 여러 개의 무선 구성 요소가 필요하지 않도록 할 수 있으며, 이는 현대 장치가 너무 촘촘하게 포장되어 있는 이유 중 하나입니다.
스마트폰 외에도 이러한 종류의 진동 칩은 웨어러블 기기에서 네트워킹 장비에 이르기까지 미래의 무선 하드웨어 설계 방식에 영향을 미칠 수 있습니다. 엔지니어들은 전자에만 의존하는 대신 음파를 사용하여 정보를 보다 효율적으로 전달하기 시작했습니다.
이는 또한 장치가 열과 성능을 관리하는 방법을 다시 생각하려는 광범위한 추진에 적합합니다. 휴대폰 제조업체는 PC에서 빌린 액체 냉각과 미래의 칩을 더 시원하고 빠르게 유지할 수 있는 다이아몬드 기반 재료까지 탐구하고 있습니다.
최신 혁신은 기술의 다음 큰 발전 중 일부가 화려한 화면에서 나오는 것이 아니라 우리 주머니에 맞는 것을 조용히 재구성하는 보이지 않는 물리학에서 비롯될 것임을 상기시켜줍니다.