Si chiama laser fononico a onde acustiche superficiali, e’ una nuova tecnologia pensata per rendere i microchip piu’ piccoli e veloci. A svilupparla gli scienziati dell’Universita’ del Colorado a Boulder, dell’Universita’ dell’Arizona e dei Sandia National Laboratories, che hanno pubblicato un articolo sulla rivista Nature per rendere noti i risultati del proprio lavoro. Il team, guidato da Matt Eichenfield, ha ideato un approccio innovativo per realizzare versioni piu’ sofisticate dei chip dei cellulari e di altri dispositivi wireless, rendendo potenzialmente questi strumenti piu’ piccoli, piu’ veloci e piu’ efficienti. La nuova tecnologia sfrutta il fenomeno delle onde acustiche superficiali, o SAW, che agiscono in modo simile alle onde sonore, ma viaggiano sullo strato superiore di un materiale.
“I dispositivi SAW – spiega Eichenfield – sono fondamentali per molte delle tecnologie piu’ importanti al mondo. Sono presenti in tutti i moderni telefoni cellulari, nei portachiavi, negli apriporta da garage, nella maggior parte dei ricevitori GPS, e in molti sistemi radar, per citare solo alcuni esempi”. Negli smartphone, questa tecnologia agisce come una specie di filtro, convertendo le onde radio in minuscole vibrazioni. Il gruppo di ricerca ha ideato un sistema per realizzare SAW utilizzando un laser a fononi. “Si pensi alle onde di un terremoto – spiega Alexander Wendt, altra firma dell’articolo – in questo caso le onde si verificano sulla superficie di un piccolo chip. Il nostro dispositivo puo’ produrre SAW a frequenze molto elevate, grazie a una sola batteria”. Il dispositivo, a forma di barra, e’ largo circa mezzo millimetro da un’estremita’ all’altra: la parte finale e’ una struttura di silicio, al di sopra della quale si trova un sottile strato di un materiale chiamato niobato di litio. Questa sostanza e’ piezoelettrica, per cui quando vibra produce campi elettrici oscillanti, che a loro volta generano vibrazioni. Da ultimo, e’ stato installato uno strato di arseniuro di indio e gallio, che, a contatto con un campo elettrico, puo’ accelerare gli elettroni a velocita’ elevate. Nel complesso, la pila del team consente alle vibrazioni sulla superficie del niobato di litio di interagire direttamente con gli elettroni nell’arseniuro di indio e gallio. Gli autori sono riusciti a generare onde SAW che si propagavano a una velocità di circa 1 gigahertz, ovvero miliardi di volte al secondo, ma il team pensa di poter facilmente aumentare tale frequenza a diverse decine o centinaia di gigahertz.
