5G, ou o padrão de tecnologia de quinta geração para redes celulares de banda larga, é anunciado como tendo finalmente chegado para velocidades de download ultrarrápidas, o fim das chamadas perdidas e do armazenamento em buffer, e maior conectividade para avançar no desenvolvimento de veículos autônomos, cirurgia remota, e a Internet das Coisas.

Em verdade, A adoção da tecnologia 5G ainda está em seus estágios iniciais, de acordo com Michael Hill, diretor técnico da Skyworks Solutions, uma empresa de semicondutores avançados com sede na Califórnia. Em seu jornal, publicado em Cartas de Física Aplicada , Hill e seus colegas fornecem uma visão geral das tecnologias 5G nascentes e mostram como os materiais cerâmicos de aprimoramento podem desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento 5G.

5G opera em duas bandas de frequência:3-6 gigahertz para links de longa distância e uma banda de frequência muito mais alta na região da onda milimétrica (20-100 GHz) para velocidades de dados ultrarrápidas.

Acomodando a banda de frequência mais baixa, mais perto das regiões espectrais 4G, é menos problemático do que as mudanças significativas necessárias para realizar totalmente a capacidade 5G nas faixas de frequência mais altas. Por exemplo, o tipo de frequência está vinculado à intensidade geral do sinal. Quanto maior a frequência, quanto menor a distância que a onda pode viajar.

Os materiais cerâmicos têm sido usados ​​há muito tempo em tecnologias de rede de comunicação sem fio para dispositivos móveis e estações base. Enriquecendo a cerâmica, Portanto, tem sido um foco central na melhoria da capacidade 5G. Por sua parte, O grupo de pesquisa de Hill desenvolveu uma cerâmica para aprimorar um dispositivo que é crítico para aplicações 5G, chamado de circulador.

Normalmente feito de materiais cerâmicos isolantes com base em granada ítrio-ferro, circuladores são dispositivos de três portas que servem como rotatórias para manter o sinal fluindo em uma direção e permitir que um receptor e um transmissor compartilhem a mesma antena.

Para aumentar significativamente a densidade de energia para acomodar as frequências mais altas, os pesquisadores substituíram parcialmente o ítrio por bismuto, um elemento pesado que aumenta a constante dielétrica da cerâmica. As substituições do bismuto também permitem a miniaturização dos circuladores.

À medida que a batalha da tecnologia 5G continua a esquentar, circuladores poderiam ser suplantados por interruptores baseados em nitreto de gálio de alta potência, o que mostra como o estágio ainda é inicial para o desenvolvimento da tecnologia 5G.

"A tecnologia de ondas milimétricas provavelmente será o oeste selvagem por algum tempo, como uma tecnologia pode dominar apenas para ser rapidamente suplantada por uma tecnologia diferente, "Hill disse.