Используя суперкомпьютеры, ученые нашли способ генерировать микроволны с помощью дешевого кремния.

Прорыв способен значительно удешевить микроволновые устройства, вроде датчиков и самоходных транспортных средств, сообщает eurekalert.org.

«До недавнего времени это считалось невозможным», — сказал профессор Четтипалаям Селвакумар из Университета Ватерлоо, предложивший концепцию несколько лет назад.

Высокочастотные микроволны переносят сигналы в различных устройствах, включая полицейские радары и системы предотвращения столкновений в машинах. Обычно импульсы генерируются диодами Ганна, использующие преимущества уникальных свойств дорогих и токсичных полупроводниковых материалов, вроде арсенида галлия. Под напряжением в нем до определенного уровня увеличивается электроток. За этой планкой он падает, приводя к эффекту Ганна и излучению микроволн.

Лидер проекта, Дарьюш Шири, бывший аспирант Ватерлоо и действующий сотрудник шведского Технологического университета Чалмерса, использовал вычислительные нанотехнологии для демонстрации, что аналогичный феномен можно получить с помощью кремния. Расходу на работу с ним будут в 20 раз меньше, чем с арсенидом галлия.

Технология включает кремниевые нанопровода. Сложные компьютерные модели показали, что если их растянуть под напряжением, можно получить эффект Ганна или излучение микроволн.

«С приходом новых методов нанопроизводства, кремний гораздо проще превратить в такие миниатюрные структуры», — сказал Шири.

Селвакумар отметил, что теоретическая часть является первым шагом в процессе, способном привести к более дешевым и гибким устройствам для генерирования микроволн. Растягивающий механизм также подходит на роль выключателя эффекта Ганна или регулятора частоты импульсов. Это может привести к созданию абсолютно новых устройств.

Выводы проекта представлены в Scientific Reports.