Para tornar as comunicações modernas possíveis, Os dispositivos móveis de hoje usam componentes que usam ondas acústicas (vibrações) para filtrar ou atrasar os sinais. Contudo, as soluções atuais têm funcionalidades limitadas que impedem uma maior miniaturização dos dispositivos móveis e restringem a largura de banda de comunicação disponível.

Agora, uma equipe de pesquisa liderada por Chiara Daraio, Professor de engenharia mecânica da Caltech, desenvolveu novas versões desses componentes com habilidades que encarnações anteriores não possuíam. Os componentes, conhecidos como dispositivos fonônicos, poderia encontrar usos em novos tipos de sensores, tecnologias aprimoradas de telefones celulares, física aplicada, e computação quântica.

Os dispositivos fonônicos incluem partes que vibram extremamente rápido, movendo-se para frente e para trás até dezenas de milhões de vezes por segundo. A equipe desenvolveu esses dispositivos criando tambores de nitreto de silício com apenas 90 nanômetros de espessura. (Um cabelo humano é cerca de mil vezes mais grosso.) Os tambores são organizados em grades, com diferentes padrões de grade com propriedades diferentes.

Daraio, Junto com o ex-estudioso de pós-doutorado da Caltech, Jinwoong Cha, mostrou que as matrizes desses tambores podem atuar como filtros sintonizáveis ​​para sinais de diferentes frequências. Eles também mostraram que os dispositivos podem agir como válvulas unidirecionais para ondas de alta frequência. A capacidade de transmitir ondas em apenas uma direção ajuda a manter o sinal mais forte, reduzindo a interferência.

Essas descobertas abrem oportunidades para projetar novos dispositivos, como transistores fonônicos e isoladores de radiofrequência, baseados em fônons em vez de elétrons, Cha e Daraio falam.

Suas descobertas aparecem em dois artigos publicados na revista Nature Nanotechnology ("Sintonização elétrica da propagação de ondas elásticas em redes nanomecânicas em frequências MHz") e Natureza ("Realização experimental de metamateriais nanoeletromecânicos topológicos on-chip").