Čipovi na kojima se informacije prenose zvukom
Danski istraživači ponudili su rješenje za jedan od najvećih izazova moderne nanotehnologije: kako voditi zvučne valove, fonone, kroz mikročipove gotovo bez gubitaka energije
Udaranjem po bubnju bubnjar pokreće membranu koja vibrira, a te vibracije sadrže signal koji možemo dekodirati kao glazbu. Signal se gubi čim membrana prestane vibrirati. Sad zamislite membranu bubnja koja je ultra tanka, široka oko 10 mm i perforirana s mnogo trokutastih rupa. Upravo takvu membranu izradili su istraživači Niels Bohr Instituta Sveučilišta u Kopenhagenu i tako postigli veliki napredak u kontroli zvučnih valova na mikroskali, piše časopis Nature.
Ključ inovacije je spoj dvaju koncepata: soft-clampinga i topološke zaštite. Umjesto da vibracije čvrsto stegnu i time pojačaju gubitke, znanstvenici su osmislili način nježnog "omekšanog" pritezanja, što vibracijama omogućuje da se šire bez značajnog rasipanja energije. Uz to, korištena je posebna valley-Hall topološka izolacija koja fononima jamči siguran prolaz čak i kroz oštre zavoje na čipu, bez raspršivanja i povratnog odbijanja.
Rekordno niski gubici
Rezultat je fononski valovod s rekordno niskim gubicima — samo 3 dB po kilometru na sobnoj temperaturi, što je tisućama puta bolje od dosadašnjih rješenja. Eksperimenti su pokazali da 99,99 % fonona prolazi kroz oštre zavoje bez gubitka, što otvara vrata razvoju novih generacija ultrabrzih i energetski učinkovitih mikrosustava za obradu signala, senzore, pa čak i kvantnu komunikaciju i memoriju.
Ova tehnologija mogla bi, nadaju se, omogućiti izradu čipova na kojima se informacije prenose zvukom, a ne električnim signalima, čime bi se smanjila potrošnja energije i povećala otpornost na smetnje, što je ključno za budućnost elektronike i kvantnih tehnologija.
