Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder, la Universidad de Arizona y los Laboratorios Nacionales Sandia han desarrollado una tecnología basada en un láser de fonones con ondas acústicas superficiales (SAW) que podría permitir fabricar teléfonos inteligentes más delgados, ligeros y eficientes.
El avance consiste en generar pequeñas vibraciones en la superficie de un microchip —similares a terremotos microscópicos— que pueden cambiar la arquitectura interna de los dispositivos móviles.
Se aprovechan las ondas acústicas superficiales, vibraciones confinadas a la capa superior de los materiales. Aunque estas ondas ya se usan en móviles para funciones de filtrado de señales, aquí se emplean de forma más controlada y localizada para gestionar la transmisión y el procesamiento de datos.
La novedad principal es la integración de las funciones de filtrado y transmisión en un único microchip. Según Alexander Wendt, estudiante de posgrado en la Universidad de Arizona y autor principal del estudio, las vibraciones pueden actuar como filtros de alta precisión, evitando la necesidad de múltiples componentes y reduciendo así tamaño y peso del equipo.
“Piense en ello como las ondas de un terremoto, solo que en la superficie de un pequeño chip”, explicó Wendt.
Hoy en día los teléfonos usan varios chips independientes para filtrar y transmitir señales, y los sistemas SAW tradicionales funcionan alrededor de los 4 gigahercios, lo que contribuye a diseños voluminosos y mayor consumo energético. El nuevo láser de fonones integra esas funciones en un dispositivo de aproximadamente medio milímetro, opera a cerca de 1 gigahercio y tiene potencial de escalado hacia centenas de gigahercios.
El diseño toma como inspiración la mecánica de los láseres de diodo. El microchip desarrollado combina una base de silicio, una capa superior de niobato de litio —un material piezoeléctrico que convierte energía eléctrica en movimiento— y una película delgada de arseniuro de indio y galio para mejorar la conducción electrónica.
Esta estructura permite que las vibraciones superficiales interactúen directamente con electrones de alta velocidad, amplificando las ondas acústicas dentro del chip.
Matt Eichenfield, investigador principal, explicó que la meta fue crear un equivalente al láser de diodo para ondas acústicas superficiales: reflejar y reforzar las vibraciones dentro del microchip, aumentándolas en cada ciclo mediante energía de una batería convencional. El diseño compacto elimina la necesidad de fuentes de energía complejas y facilita la miniaturización.
El desarrollo abre la posibilidad de consolidar todos los módulos de radiofrecuencia —receptores, filtros y transmisores— en un solo microchip. Esto permitiría teléfonos más finos y ligeros, baterías con mayor autonomía y mayores velocidades de transmisión inalámbrica, simplificando el sistema y ofreciendo margen para mejorar diseños y rendimiento en la industria móvil.
