Миниатюрный эффективный акустический усилитель

25.07.2021

Ученые из Национальной лаборатории Сандиа (Sandia National Laboratories) создали то, что можно назвать самым маленьким и самым эффективным акустическим усилителем в мире. В основе этого усилителя лежат принципы, разработанные около пяти десятилетий назад, но самые современные достижения в области электроники и нанопроизводства позволили кардинально уменьшить размеры и более чем в 10 раз повысить эффективность работы устройства.

Усилители радиосигналов используются сегодня практически в каждом устройстве, будь это мобильный телефон или электрочайник с возможностью выхода в Интернет. Сейчас для усиления радиосигналов используются традиционные усилители, но, уже достаточно давно существует идея, что вместо потока электронов можно использовать высокочастотные акустические волны.

Первые акустические усилители радиосигналов появились в 70-годах прошлого столетия. Это были относительно большие устройства, площадь чипов которых достигала одного квадратного сантиметра, для их работы требовался высокий электрический потенциал порядка 2 тысяч вольт и при работе они выделяли большое количество тепла, что отрицательно сказывалось на количестве потребляемой энергии, которое составляло 500 мВт.

Новый акустический усилитель является усилителем, работающем в диапазоне 276 МГц. При его изготовлении был использован слой полупроводникового материала, арсенида галлия-индия, толщиной всего в 83 атома, и сопоставимый по толщине слой пьезоэлектрического материала - ниобата лития. В результате, вся структура усилителя умещается на площади 0.5 квадратного миллиметра, он работает при напряжении в 36 Вольт и потребляет всего 20 мВт энергии. При этом, новый усилитель обеспечивает в 100 раз больший коэффициент усиления радиосигналов, чем аналогичные устройства предыдущих поколений.

Аналогичный усилитель, работающий в диапазоне 2-ГГц, который используется сейчас в сотовой связи, будет иметь еще меньший размер, он сможет уместиться на площади в 0.02 квадратного миллиметра, что приблизительно в 10 раз меньше, чем существующие современные решения.

<< Назад: Экологичный ториевый ядерный реактор 25.07.2021

>> Вперед: Робот поможет одеться 24.07.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Температура и синтез чистых полимеров 01.10.2020 Исследователи из Университета штата Флорида выяснили, как температура в процессе синтеза влияет на свойства конечного полимера. Открытие поможет создать новые экологически чистые пластмассы. Пластмассы, изготовленные из нефти и других невозобновляемых ресурсов, могут разлагаться веками и тысячелетиями. Все из-за стабильности их структуры, обусловленной прочными связями между длинными молекулярными цепочками. Эти связи, как и положение цепочек, закладываются в процессе синтеза. Поэтому от условий синтеза зависят и конечные свойства полимера. Определение правильной температуры является ключом к получению лучших материалов, которые могут заменить недорогие полимеры, изготовленные из нефти, экономически жизнеспособными, экологически безопасными материалами. В качестве объекта исследования ученые использовали полиацетали с большими межузловыми расстояниями. Этот класс полимеров чаще всего используется для производства разного рода пластмасс. Как правило, эти материалы получают из экологически чистой биомассы. Тем не менее, они прочны и легче других распадаются в воде. Исследователи обнаружили, что при быстром охлаждении полиацетали становятся жесткими и кристаллизуются, а их молекулы самособираются в определенную фазу, которую ученые назвали "форма I". При медленном охлаждении материал также переходит в кристаллическое состояние, но образующиеся кристаллы имеют другую структуру и ученые называют их "форма II". Если охлаждать полимер при промежуточных температурах, материал вообще не затвердевает. По словам исследователей, это явление никогда не наблюдалось ни в каких других кристаллических полимерах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025