El sonido capturado en imagen: físicos de la HSE y FIAN crean un método para probar materiales para 6G

Científicos de la HSE y del Instituto de Física P. N. Lebedev de la Academia Rusa de Ciencias han desarrollado un método que permite "ver" literalmente la propagación del sonido dentro de los materiales y detectar problemas en los componentes para las comunicaciones de nueva generación 5G y 6G de antemano.

Se trata de filtros acústicos de ultra alta frecuencia, elementos clave de los sistemas de comunicación modernos. Son ellos los que convierten la señal electromagnética en ultrasonido y viceversa, ayudando a limpiar la señal de interferencias.

El problema es que a frecuencias de gigahercios, el comportamiento del ultrasonido en la interfaz de una película delgada y un sustrato se vuelve extremadamente impredecible. Incluso un deslizamiento microscópico del material puede hacer que el filtro deje de transmitir la señal, y los desarrolladores se enterarán de esto solo después de crear un prototipo costoso.

Los físicos rusos propusieron una forma de probar estos materiales antes de ensamblar el dispositivo. Para ello, utilizan pulsos láser cortos. El primer láser calienta una pequeña área de la superficie y lanza una onda acústica a través de ella, de forma análoga a los círculos en el agua después de arrojar una piedra. El segundo láser rastrea el movimiento de esta onda por los cambios en la luz reflejada.

Como resultado, los científicos obtienen una especie de "fotografía" del sonido, que puede usarse para determinar qué tan confiablemente están unidos los materiales y cómo se comportarán a frecuencias ultra altas.

Durante los experimentos, los investigadores trabajaron con vidrio de cuarzo y una película de nitruro de boro de aproximadamente 600 nanómetros de espesor. El método permitió por primera vez medir la rigidez de cizallamiento de la unión entre un material bidimensional y un sustrato de esta manera.

Según los autores del trabajo, la tecnología ayudará a crear componentes para redes 6G de forma más rápida y económica, así como a desarrollar nuevos dispositivos para controlar la propagación del sonido. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Applied Physics Letters.