Los nuevos microchips producirán 'terremotos' en tu móvil, pero rendirá mucho más

El concepto tradicional de smartphone, como teléfono móvil inteligente rectangular cuya pantalla ocupa toda la parte frontal, parece haber alcanzado la «perfección». Resulta muy complicado mejorarlo más. Aunque los fabricantes utilicen procesadores más potentes y cámaras más avanzadas, a nivel de diseño hay poco más que puedan hacer, lo que les ha llevado a experimentar con otras ideas, como los dispositivos plegables o los paneles enrollables.

No obstante, un grupo de investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder, la Universidad de Arizona y los Laboratorios Nacionales Sandia ha desarrollado una tecnología que podría revolucionar los teléfonos móviles inteligentes. Gracias a su innovador sistema, en el futuro podrían ser más pequeños, rápidos y eficientes que los que se encuentran a la venta actualmente.

Y todo gracias a un láser de fonones de ondas acústicas de superficie (por sus siglas en inglés, SAW; no confundir con la saga de películas de terror). Este láser es capaz de generar "los terremotos más pequeños imaginables" a través de vibraciones de alta frecuencia que viajan a través de la superficie de un microchip, como ha explicado Alexander Wendt, estudiante de posgrado de la Universidad de Arizona y autor principal del nuevo estudio.

Tiene forma de barra que mide apenas medio milímetro

Un láser de fonones no es lo mismo que un láser de fotones. Mientras que este último utiliza partículas de luz (fotones), el primero emplea paquetes de energía asociados a las vibraciones mecánicas o sonoras en una red cristalina (fonones). Los láseres de este tipo se basan en tres pilares: medio activo (un material o estructura que puede sostener vibraciones), bombeo de energía (se introduce energía para excitar los átomos) y emisión estimulada (cuando un átomo vibra, "anima" a los átomos vecinos a vibrar en la misma fase y frecuencia, creando una onda de sonido coherente).

Los láseres de fonones tienen diversas aplicaciones a escala microscópica, siendo empleados en imagen médica y de materiales, computación cuántica o sensores de alta precisión. Si bien las SAW de gran tamaño tienen la capacidad para derribar edificios, las versiones diminutas juegan un papel fundamental para la electrónica moderna al servir como filtros de precisión en teléfonos inteligentes, GPS y sistemas de radar.

Cada vez que se envía un mensaje de texto o se consulta una dirección por GPS, el teléfono ya utiliza estas ondas, que eliminan el ruido de fondo para que los datos se mantengan nítidos. No obstante, la tecnología es tan compleja que se requieren varios chips y que opere a unos 4 gigahercios. El nuevo estudio propone un enfoque único para fabricar SAW utilizando un láser de fonones.

El dispositivo, que funciona como un puntero láser estándar que emite vibraciones en lugar de luz, agiliza la generación de ondas acústicas de superficie. Con este innovador invento, está todo integrado en un solo chip. Además, su diseño compacto funciona con una batería simple y logra frecuencias más altas que las que eran posibles anteriormente.

Matt Eichenfield, autor principal, asegura que "los láseres de diodo son la piedra angular de la mayoría de las tecnologías ópticas porque pueden funcionar solo con una batería o una fuente de voltaje simple, en lugar de necesitar más luz para crear el láser, como muchos tipos de láseres anteriores". Añadió que "queríamos hacer un análogo de ese tipo de láser, pero para SAW”.

El dispositivo es muy pequeño, con forma de barra que apenas mide medio milímetro, y está compuesto por una «pila» de material especializado. Tiene una base de silicio estándar, cubierta con una capa de niobato de litio, un material piezoeléctrico que une la electricidad y el movimiento físico. La capa final es una película delgada de arseniuro de indio y galio que potencia el flujo de electrones.