行业背景:现代的无线通信设备中往往会涉及大量的无线电波和声波的相互转换,需要很多的压电滤波器来提供支持,这些压电滤波器不但会占据大量的空间,并且由于多次的转换会损失很多的能量,造成很多不必要的能量消耗。美国的一研究团队通过声子学的方法,开发了一种新的材料,并声称这一材料可能引领无线技术的下一次革命,有望将手机和其他无线通信设备的尺寸缩小到原来的百分之一。
技术思路:美国亚利桑那大学怀恩特光学科学学院和桑迪亚国家实验室的研究人员在带有铌酸锂薄层的硅晶片上,添加了一层含有砷化铟镓的超薄半导体层,这种结构让穿过材料的声波能影响砷化铟镓半导体薄膜中的电荷分布,从而导致声波能以可控制的特定方式混合,穿过系统的声波在穿过材料时会以非线性方式表现,进而能够改变频率和编码信息。
图4:声子学芯片实物。(图片来源:亚利桑那大学)
未来应用:这是声子学实际应用中的一个重要的里程碑,将常以完全线性方式表现的声子转换为非线性表现,从而进行操控,能够极大的减少无线通信设备中压电滤波器的数量,进而减小各类无线通信设备的体积和重量,使设备变得更小、更高效、更强大。
技术突破性:★★☆☆☆
商业化进展:★☆☆☆☆