Los científicos de la Universidad de Illinois han creado bloques del tamaño de un cubo de azúcar de un material electromagnético con potencial para transformar las redes de comunicación.
Varios países están construyendo sistemas de comunicación futuristas utilizando ondas electromagnéticas de mayor frecuencia para transferir más datos a velocidades más rápidas, pero les faltan componentes de red para manejar estos anchos de banda más altos. El investigador J. Gary Eden demostró que su nuevo dispositivo puede cambiar rápidamente la funcionalidad para realizar elSe necesitan diversas tareas para soportar una red con frecuencias portadoras de más de 100 gigahercios. La arquitectura a escala minúscula oculta dentro de los bloques de cubos de azúcar se describe en Revisiones de física aplicada , de AIP Publishing.
"Esta tecnología es particularmente interesante, porque genera múltiples canales que operan simultáneamente en diferentes frecuencias. Básicamente, esto permite que se produzcan múltiples conversaciones en la misma red, que es el corazón de las comunicaciones inalámbricas de alta velocidad", explicó Eden.
El plasma es crítico para cambiar rápidamente entre funciones y frecuencias, pero los cristales electromagnéticos basados en plasma anteriores eran demasiado grandes para operar a altas frecuencias. La clave está en crear una estructura con espacio entre las columnas de plasma y metal tan pequeñas como la longitud de ondade radiación siendo manipulada.
La longitud de onda de las ondas electromagnéticas se acorta a medida que aumenta la frecuencia y el ancho de banda. Para obtener cristales de alto ancho de banda que funcionan a frecuencias superiores a 100 GHz, se requiere un diseño a pequeña escala.
El equipo de Eden desarrolló un andamio impreso en 3D, que sirvió como negativo de la red deseada. Se vertió un polímero y, una vez establecido, se llenaron microcapilares de 0,3 milímetros de diámetro con plasma, metal o un gas dieléctrico. Utilizando esta réplicatécnica de moldeo, se necesitaron casi cinco años para perfeccionar las dimensiones y el espaciamiento de los microcapilares en el enrejado similar a una pila de madera.
"El ensamblaje del material fue extremadamente exigente", dijo Eden, pero eventualmente, él y su equipo pudieron usar su material para observar la resonancia que abarca la región de frecuencia de 100 GHz a 300 GHz, que Eden señaló como "un enorme rango espectral sobrecuál operar "
El grupo demostró que los cambios rápidos en las características electromagnéticas de estos cristales, como el cambio entre señales reflectoras o transmisoras, podrían lograrse simplemente encendiendo o apagando algunas columnas de plasma. Tal capacidad muestra la utilidad de talDispositivo dinámico y de bajo consumo de energía para comunicaciones.
Eden está ansioso por optimizar aún más las eficiencias de fabricación y conmutación de este nuevo dispositivo, pero también está entusiasmado por profundizar en otras aplicaciones. Por ejemplo, el cristal podría ajustarse para responder a las resonancias de moléculas específicas, por ejemplo, contaminantes atmosféricos yser utilizado como un detector altamente sensible
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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