HuisNieuwsChip Scale Circuits Guide Sound bij Gigahertz

Chip Scale Circuits Guide Sound bij Gigahertz

Door topologische golfgeleiders te gebruiken, kunnen de circuits phononen soepel rond hoeken en defecten reizen, en bieden ze een robuust platform voor toekomstige hybride elektronische -fotonische -akoestische systemen.


Onderzoekers van de University of Science and Technology van China, Penn State University en andere instituten hebben compacte fononische circuits aangetoond die geluidsgolven kunnen begeleiden bij 1,5 GHz, waardoor de deur naar chipschaalapparaten wordt geopend voor communicatie, detectie en kwantumtechnologieën.

Fononische circuits manipuleren geluidsgolven - fonons - veel zoals elektronische circuits regelen elektronen of fotonische circuits direct licht.In tegenstelling tot omvangrijke akoestische apparaten uit het verleden, beperken deze nieuwe platforms trillingen door microscopische golfgeleiders die op chips zijn gevormd.Belangrijk is dat de circuits topologische paden exploiteren, waardoor geluid soepel zelfs rond hoeken of door defecten zonder verspreiding kan bewegen.

De mogelijkheid om te werken op Gigahertz-frequenties maakt deze circuits direct compatibel met bestaande magnetronsystemen, een belangrijke vereiste voor real-world applicaties.Dergelijke GHz -fononen oscilleren miljarden keren per seconde, waardoor ze worden afgestemd op technologieën variërend van 5G en verder dan communicatie tot kwantumprocessors.

Om hun ontwerp te testen, gebruikten de onderzoekers een op maat gemaakte optische vibrometer om in kaart te brengen hoe geluid door de chip was gepropageerd.Experimenten bevestigden dat fononen die in de randkanalen werden geïnjecteerd betrouwbaar zijn afgelegd, waardoor de samenhang handhaafde.Een Mach -Zehnder -interferometer -test demonstreerde verder herconfigureerbaarheid, waaruit blijkt dat de circuits fononroutes dynamisch kunnen veranderen - een essentiële functie voor signaalverwerking en informatieverwerking. De schaalbaarheid van het platform kan massafabricage op standaardsubstraten mogelijk maken, waardoor het een praktische optie is voor integratie in hybride systemen.Potentiële toepassingen omvatten geavanceerde akoestische filters, precisie-detectieapparaten en fonon-gebaseerde componenten voor opkomende kwantuminformatiesystemen.

“Onze fononische circuits zijn als microscopische snelwegen die geluid begeleiden in plaats van licht, we willen een volledige fononische toolbox bouwen voor geavanceerde informatieverwerking, door de golfgeleiders in speciale patronen te rangschikken, creëren we topologische routes waar geluid robuust stroomt, zelfs in onvolmaakte omstandigheden”, verklaarde Mourad Woudich, co-first auteur.

Het team wil fononische apparaten samenvoegen met elektronische en fotonische platforms.Met de combinatie van compactheid, robuustheid en GHz-operatie markeert deze fononische technologie een stap in de richting van praktische op chipschaal op chipschaal op geluid gebaseerde apparaten die een aanvulling vormen op bestaande elektronica en fotonica.