U onome što ima potencijal da značajno unapredi bežične komunikacije i mehaničke kvantne sisteme, istraživači sa Jejla su demonstrirali prvi elektromehanički rezonator na svetu koji radi preko 100 GHz.
Sproveden u laboratoriji Hong Tang, profesor elektrotehnike, primenjene fizike i fizike Llevellin Vest Jones, Jr., rezultati rada su objavljeni u Nature Electronics.
Razvoj rezonatora sa višim radnim frekvencijama je stalni cilj u oblasti elektronike. To je zato što što je veća frekvencija, to je veća brzina komunikacije. Omogućavanje rada rezonatora unutar subterahercnog (THz) režima—to jest, između 100 i 300 gigaherca (GHz)—je posebno tražen cilj.
„Prelazak na više frekvencije je za nas uvek cilj, jer to čini komunikaciju bržom“, rekao je Jiacheng Ksie, dr. student u Tangovoj laboratoriji i glavni autor studije. „Dakle, prelazak na subteraherc — u ovom slučaju, na 100 GHz — donosi mnogo više propusnog opsega za buduće komunikacione uređaje.
Tang je primetio da bi ovo mogao biti najznačajniji tehnološki uticaj rada. Elektromehanički rezonatori sve viših i viših frekvencija su „pokretači iza scene“ u bežičnim komunikacijama.
„Mehanički rezonatori koji rade preko 100 GHz bili su nezamislivi pre ovog rada“, rekao je on. „Ovo je prava prekretnica za proslavu.“
Takvi rezonatori su takođe od interesa za proučavanje kvantnih fenomena mehaničkih entiteta, jer mogu da održavaju kvantno osnovno stanje na temperaturama kelvina, a ne na milikelvinskim temperaturama koje zahtevaju gigaherc rezonatori.
„Prelazak na više frekvencije znači da su naši rezonatori otporniji na termalni šum, a to znači da ne moramo da hladimo rezonatore do milikelvina“, rekao je Ksi.
Ksi je primetio da malo instrumenata može da ide na tako visoku frekvenciju, dodajući da generatori signala u većini laboratorija mogu da podrže samo frekvenciju mnogo nižu od 100 GHz.
„Da bismo pregledali veoma male signale na tako visokoj frekvenciji, moramo da usvojimo posebne dizajne da bismo to postigli“, rekao je on. „U ovom radu koristimo rezonator milimetarskog talasa koji je ugrađen u suspendovanu litijum niobatnu platformu, koja može da obezbedi efikasnu elektromehaničku transdukciju u subterahercnom režimu. A bez toga ne bi bilo nimalo lako.“
