Pour rendre possible les communications modernes, les appareils mobiles d'aujourd'hui utilisent des composants qui utilisent des ondes acoustiques (vibrations) pour filtrer ou retarder les signaux. Cependant, les solutions actuelles ont des fonctionnalités limitées qui empêchent une miniaturisation supplémentaire des appareils mobiles et limitent la bande passante de communication disponible.

Maintenant, une équipe de recherche dirigée par Chiara Daraio, professeur Caltech de génie mécanique, a développé de nouvelles versions de ces composants avec des capacités que les incarnations précédentes ne possédaient pas. Les composants, appelés appareils phononiques, pourrait trouver des utilisations dans de nouveaux types de capteurs, technologies de téléphonie cellulaire améliorées physique appliquée, et l'informatique quantique.

Les appareils phononiques comprennent des pièces qui vibrent extrêmement vite, aller et venir jusqu'à des dizaines de millions de fois par seconde. L'équipe a développé ces dispositifs en créant des tambours en nitrure de silicium de seulement 90 nanomètres d'épaisseur. (Un cheveu humain est environ mille fois plus épais.) Les tambours sont disposés en grilles, avec différents motifs de grille ayant des propriétés différentes.

Daraïo, avec l'ancien chercheur postdoctoral de Caltech, Jinwoong Cha, a montré que des matrices de ces tambours peuvent agir comme des filtres accordables pour des signaux de différentes fréquences. Ils ont également montré que les appareils peuvent agir comme des valves unidirectionnelles pour les ondes haute fréquence. La capacité de transmettre des ondes dans une seule direction permet de maintenir le signal plus fort en réduisant les interférences.

Ces découvertes ouvrent des opportunités pour concevoir de nouveaux dispositifs, tels que des transistors phononiques et des isolateurs radiofréquence, basés sur des phonons au lieu d'électrons, Cha et Daraio disent.

Leurs conclusions apparaissent dans deux articles publiés dans la revue Nature Nanotechnologie ("Accord électrique de la propagation des ondes élastiques dans les réseaux nanomécaniques aux fréquences MHz") et La nature ("Réalisation expérimentale de métamatériaux nanoélectromécaniques topologiques sur puce").