Российские ученые сделали важный шаг к 6G: теперь звук можно «сфотографировать»

Российские физики разработали новый метод, позволяющий предварительно оценивать качество соединения пленки и подложки в фильтрах для 5G и 6G, не прибегая к сборке дорогостоящих изделий. Эта инновация, созданная специалистами из НИУ ВШЭ и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН, может значительно ускорить и удешевить процесс создания сверхвысокочастотных акустических фильтров, которые необходимы для связи нового поколения, включая 6G.

Такие фильтры находят применение в смартфонах и других устройствах, где требуется очистка сигнала от помех. Они преобразуют электромагнитные сигналы в ультразвук и обратно. Однако с увеличением рабочих частот до нескольких гигагерц и выше, поведение звука на границе пленки и подложки становится сложным для прогнозирования. Если сцепление между ними недостаточно жесткое, пленка может начать проскальзывать, что приводит к сбоям в работе фильтра. Обычно такие проблемы выявляются только после создания прототипа, что ведет к значительным потерям времени и средств.

Предложенный метод позволяет решить эту проблему на стадии до сборки. Ученые применяют короткие лазерные импульсы: первый импульс вызывает поверхностную акустическую волну, а второй фиксирует ее движение по поверхности. Изменения в отраженном свете позволяют восстановить карту смещений поверхности и получить "фотографию" бегущей волны.

С помощью этого изображения исследователи определили, как изменяется скорость звука в зависимости от длины волны, и рассчитали параметры сцепления между слоями, включая вертикальную жесткость и, что особенно важно, поперечную жесткость на сдвиг. Последний параметр ранее было крайне сложно измерить, хотя он имеет критическое значение для работы фильтров на высоких частотах. Метод не повреждает ни пленку, ни подложку, и работает быстро, что позволяет инженерам заранее отбраковывать неподходящие материалы, точнее настраивать технологию производства и создавать более надежные компоненты для 5G и 6G, а также для других устройств, управляющих звуком.

Источник