北京
智能手機在當代生活中幾乎無所不能，然而其內部世界仍受限于傳統電子技術。我們能否用更精巧的方式操控芯片上的信息流？一項最新研究給出了令人矚目的答案：利用"聲子激光器"在芯片表面制造微觀尺度的高頻振動——研究者稱之為"可想象的最微小地震"。這種突破性技術有望讓未來手機變得更輕薄、更快速、更高效。
當科羅拉多大學博爾德分校、亞利桑那大學與桑迪亞國家實驗室的研究團隊將這項成果發表于1月14日的《自然》期刊時，他們或許已經為通信技術開啟了新篇章。這種表面聲波（SAW）聲子激光器的核心在于：通過模擬二極管激光器的工作原理，將聲波放大機制集成到微型芯片上。
"就像地震波在小型芯片表面傳播，"論文第一作者、亞利桑那大學研究生亞歷山大·溫特如此形容。與摧毀建筑的宏觀地震波不同，這些納米級振動是現代電子設備的"精妙調節器"。如今每次發送信息或使用GPS時，手機都依賴表面聲波過濾背景噪聲。但現有技術需要多枚芯片協同工作，體積龐大且頻率局限在4吉赫茲左右。
新技術帶來了顛覆性改變。研究團隊設計的微型棒狀器件僅半毫米長，采用特殊材料堆疊結構：硅基底上覆蓋著鈮酸鋰壓電材料層，最上方是增強電子流動的砷化銦鎵薄膜。當電池啟動時，這種設計能讓表面振動與高速電子直接相互作用，像激光腔放大光波那樣持續增強聲波。該設備已實現1吉赫茲振動頻率，并具備提升至數百吉赫茲的潛力。
更巧妙的是其能量效率。資深作者馬特·艾肯菲爾德指出："就像二極管激光器僅需電池供電那樣，我們的聲子激光器也只需簡單電壓源驅動。"這意味著設備擺脫了復雜電源系統的束縛。
這項突破將如何改變生活？想象一部將所有無線電組件——接收器、濾波器、發射器——集成于單芯片的手機：更纖薄的機身、續航數日的電池、讓當前5G望塵莫及的傳輸速度。當微觀"地震波"在芯片表面奔騰時，它們正悄然重塑著移動通信的未來圖景。
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