Akıllı telefonların pil sorununa “deprem gibi” bir çözüm
Bilim insanları, mikroçiplerin üzerinde minik deprem dalgaları yaratarak kablosuz cihazların boyutunu ve enerji tüketimini kökten değiştirecek bir yöntem buldu.
Akıllı telefonlardan GPS cihazlarına kadar her gün elimizden düşürmediğimiz pek çok teknolojinin kalbinde büyük bir değişim kapıda. Bilim insanları, mikroçiplerin üzerinde tıpkı bir deprem dalgası gibi hareket eden minik titreşimler yaratarak kablosuz cihazların boyutunu küçültecek ve pil ömrünü uzatacak bir yöntem geliştirdi.
Arizona Üniversitesi ve Colorado Boulder Üniversitesi'nden mühendislerin yürüttüğü bu çalışma, çiplerin üzerinde "yüzey akustiği dalgaları" (SAW) üreten bir fonon lazeri üzerine kurulu. Bu dalgalar, doğada tektonik plakaların birbirine sürtünmesiyle oluşan devasa deprem dalgalarının mikroskobik ölçekteki karşılığı gibi davranıyor. Mevcut akıllı telefonlarda sinyalleri temizlemek ve gürültüyü ayıklamak için zaten bu titreşimler kullanılıyor; ancak yeni teknoloji bu süreci çok daha verimli bir noktaya taşıyor.
Tek çipte tüm radyo bileşenleri
Günümüz teknolojisinde radyo dalgalarını bu minik titreşimlere dönüştürmek için genellikle iki ayrı çip ve harici bir güç kaynağı gerekiyor. Araştırma ekibi ise tüm bu karmaşık süreci tek bir katı hal çipi üzerinde toplamayı başardı. Sadece 0,5 milimetre uzunluğundaki bu minik bar; silikon, lityum niobat ve indiyum galyum arsenür gibi özel malzemelerin üst üste dizilmesiyle oluşturuldu.
Sistem, bir diyot lazerin ışığı aynalar arasında güçlendirmesine benzer şekilde, titreşimleri yapı içinde ileri geri yansıtarak artırıyor. Bu sayede enerji kaybı minimize edilirken sinyal gücü korunuyor.
5G ve ötesi için daha yüksek hız
Geleneksel sinyal işleme araçları genellikle 4 GHz frekans bandında tıkanırken, bu yeni "deprem dalgası" tabanlı sistem 1 gigahertz ile başlayıp potansiyel olarak yüzlerce gigahertze kadar çıkabiliyor. Bu da gelecekteki kablosuz cihazların verileri çok daha hızlı işlemesi ve daha küçük alanlarda daha fazla iş yapması anlamına geliyor.
Araştırmacılar, bu fonon lazerinin "yıkılması gereken son domino taşı" olduğunu belirtiyor. Bu teknolojinin seri üretime geçmesiyle birlikte, bir telsiz veya akıllı telefonun ihtiyaç duyduğu her bileşeni aynı teknolojiyle tek bir çip üzerinde üretmek mümkün hale geliyor. Bu gelişme, yakında daha ince, daha hızlı şarj olan ve sinyal kalitesi daha yüksek cihazlarla tanışacağımızı gösteriyor.