Un “terremoto” en un chip: la tecnología que promete teléfonos móviles más pequeños y rápidos

Investigadores han desarrollado un chip capaz de generar diminutas ondas acústicas coherentes, un avance que podría reducir el tamaño de los componentes electrónicos y mejorar la velocidad y eficiencia de los teléfonos inteligentes del futuro.

Un láser de fonones de ondas acústicas de superficie es capaz de crear "mini terremotos" en condiciones que pueden ser controladas en el laboratorio: estas reacciones permitirían desarrollar versiones más sofisticadas de chips en teléfonos móviles y otros dispositivos inalámbricos, algo que potencialmente haría que esas herramientas fueran más pequeñas, más rápidas y más eficientes. Así lo establece un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Colorado Boulder, en Estados Unidos.

En un estudio publicado en la revista Nature y firmado también por científicos de los Laboratorios Nacionales Sandia y la Universidad de Arizona, los investigadores explican que el avance podría cambiar la comunicación de radio en teléfonos y dispositivos inalámbricos: el láser de fonones de onda acústica superficial (SAW), que funciona en un único chip y se alimenta eléctricamente, es la clave de la innovación.

Un pequeño terremoto para revolucionar a la microelectrónica

La pieza, que fue apodada por los autores como un “terremoto en miniatura” o un "terremoto en un chip" por la forma en que genera ondas que se propagan en la superficie del material, combina una resonador de ondas acústicas superficiales sobre litio niobato, con un medio activo semiconductor de indio-galio-arseniuro, todo montado sobre una oblea de silicio.

Esa "pila" de materiales permite que las vibraciones en la capa piezoeléctrica interactúen directamente con los electrones del semiconductor, produciendo oscilaciones coherentes análogas a las de un láser óptico, pero en forma de sonido a escala nanométrica, según se detalla en una nota de prensa.

Teléfonos inteligentes más pequeños, eficientes y potentes

¿Por qué importa esto para los teléfonos móviles? En la actualidad, muchos componentes de radiofrecuencia en un smartphone usan dispositivos SAW para filtrar y convertir señales: en la práctica, varias piezas separadas realizan trabajos que, conceptualmente, podrían hacerse con elementos SAW integrados.

El nuevo láser de fonones permite generar SAW a frecuencias más altas en una sola oblea y sin necesidad de una fuente externa de radiofrecuencia, un aspecto que abre la puerta a diseños que integren múltiples funciones de radio en un único chip, reduciendo tamaño, consumo y complejidad de la cadena de señal. En consecuencia, esto permitiría diseñar teléfonos inteligentes más pequeños y más rápidos.

Los investigadores destacaron que el prototipo opera hoy en torno a 1 GHz, pero que la plataforma permite escalar a decenas o incluso cientos de gigahertz, con mejoras en eficiencia y potencia. Otras aplicaciones más allá de los teléfonos móviles incluyen sensores químicos y biológicos, sistemas acústicos y ópticos y componentes para tecnologías cuánticas.