Para insinyur telah mengembangkan perangkat inovatif yang menghasilkan getaran mikroskopis pada sebuah chip, meniru fisika gempa bumi. Inovasi ini, yang dirinci dalam studi Nature baru-baru ini, dapat merevolusi cara pemrosesan sinyal nirkabel, sehingga menghasilkan perangkat elektronik yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih hemat energi.
Cara Kerja: Memanfaatkan Gelombang Akustik Permukaan
Perangkat tersebut, yang dijuluki laser fonon gelombang akustik permukaan (SAW), menghasilkan getaran yang cepat dan sangat kecil pada permukaan chip. Gelombang akustik permukaan (SAW) sudah digunakan di ponsel cerdas sebagai filter, mengubah gelombang radio menjadi getaran mekanis untuk menghilangkan kebisingan yang tidak diinginkan. Namun, sistem saat ini biasanya memerlukan banyak chip dan sumber listrik. Desain baru ini bertujuan untuk menggabungkan fungsionalitas tersebut ke dalam satu chip.
Tim mencapai hal ini dengan menumpuk lapisan bahan ultra tipis: basis silikon, lithium niobate (yang mengubah sinyal listrik menjadi getaran), dan indium gallium arsenide (semikonduktor yang mempercepat elektron). Perangkat ini beroperasi dengan memperkuat getaran berulang kali saat getaran tersebut memantul di dalam struktur, mirip dengan cara laser mengintensifkan cahaya di antara cermin.
“Bayangkan saja seperti gelombang gempa bumi, hanya pada permukaan serpihan kecil saja.” — Alexander Wendt, penulis studi utama
Mengapa Ini Penting: Masa Depan Teknologi Nirkabel
Signifikansinya terletak pada potensinya untuk menyederhanakan pemrosesan sinyal. Saat ini, ponsel menggunakan banyak chip untuk mengubah gelombang radio menjadi SAW dan sebaliknya. Tujuannya adalah untuk mengintegrasikan seluruh proses ini ke dalam satu chip, memungkinkan frekuensi yang jauh lebih tinggi ditenagai oleh baterai ponsel pintar standar.
Meskipun SAW secara konseptual mirip dengan gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi, namun skalanya sangat berbeda. Perangkat tim menghasilkan gelombang sekitar 1 gigahertz (miliar getaran per detik) dan diyakini dapat ditingkatkan hingga puluhan atau bahkan ratusan gigahertz, melebihi kemampuan perangkat SAW saat ini, yang biasanya maksimal pada 4 GHz.
Dampak pada Perangkat Sehari-hari
Teknologi SAW sudah menyebar luas, memberi daya pada gantungan kunci, pembuka pintu garasi, penerima GPS, dan sistem radar. Perkembangan baru ini tidak hanya bersifat teoretis; ini mengatasi hambatan nyata dalam elektronik modern. Dengan menghadirkan SAW yang koheren dalam satu chip, tanpa memerlukan sumber frekuensi radio eksternal, para peneliti telah mengatasi rintangan besar.
Implikasinya jelas: perangkat nirkabel di masa depan dapat memfilter dan merutekan sinyal dengan lebih efisien, menggunakan lebih sedikit daya, dan menghabiskan lebih sedikit ruang. Tim percaya bahwa “laser fonon” ini mewakili langkah penting menuju pencapaian komponen nirkabel yang terintegrasi penuh.
Keberhasilan desain ini membuka pintu untuk menciptakan seluruh radio dalam satu chip, menyederhanakan komunikasi nirkabel dan berpotensi mempercepat pengembangan teknologi seluler generasi berikutnya.
