将电子器件从微芯片中移除，利用声波和光波，是在传感和通信技术领域创造新一代高科技设备的途径。

• 第一次用激光制造co控制和检测芯片表面的高频声波
• 设计将为环境中的设备打开大门心理感知和信息处理
• 所采用的受激布里渊散射技术在5G/6G网络中具有应用潜力

一组研究人员首次成功地使用激光在微芯片表面产生引导声波。这些声波，类似于地震时产生的表面波，以比地震频率高近10亿倍的频率穿过芯片。

通过将声波包含在芯片表面，它可以更容易地与环境相互作用，使其成为先进传感技术的完美候选者。

这一发现今天发表在美国物理学会的《APL光子学》杂志上。

悉尼大学纳米研究所和物理学院的资深作者和项目负责人莫里茨·梅克莱因博士说：“在微芯片表面使用声波可以应用于传感、信号处理和先进的通信技术。”“我们现在可以开始考虑使用光和声音而不是电力的芯片的新设计。

来自荷兰特温特大学的学生government Neijts在悉尼大学的实验室呆了9个月，他说：“通常情况下，表面声波是用电子设备‘激发’的。在这里，我们使用光子学或光能来产生声波。这种方法有很多优点，其中最主要的是光不会在芯片中产生电子激发引起的热量。”

使用由锗、砷和硒化物（GeAsSe）制成的特殊玻璃，科学家们能够取得显著的成果，包括测量表明光和声音之间存在强烈的相互作用。

这项创新的研究展示了如何使用激光来创造和探测高频表面声波，使用新型材料作为“波导”。

“这种材料被认为是软玻璃。这意味着与许多材料不同，它作为高频声波的向导，让它们更自由地与我们放入芯片的光波相互作用。”

产生和操纵这些高频声波的能力为传感和信号处理的新应用打开了一个可能性的世界。

合著者、悉尼大学光子学与光学科学研究所的博士后研究员Choon-Kong Lai博士说：“想象一下，传感器可以检测到环境中的微小变化，或者先进的信号处理技术可以增强通信技术。我们的创新方法不仅为更灵敏、更高效的设备铺平了道路，而且扩大了在单个芯片上集成声学和光学技术的潜力。”

该团队之前展示了在声子内“捕捉”光信息，或者在芯片内捕捉声波。这种“雷中之闪电”的创新在当时是世界首创。

“我们已经开发了这项工作，能够管理和引导芯片表面的高频声波信息。这是对新兴传感技术发展的重要贡献，”合著者和研究小组负责人，悉尼大学副校长（研究）本·艾格顿教授说。

研究人员使用的技术被称为受激布里渊散射（SBS）。这是由光子（光）和声子（声音）之间增强的反馈回路产生的。

当光在芯片或光纤周围移动时，就会产生声音振动。以前被认为是光通信中的一个麻烦，科学家们后来意识到他们可以结合并增强这种振动，作为一种传输和处理信息的新方式。

反馈过程允许光波（通常由激光产生）和声波“耦合”，增强这种反馈效应的功率。研究人员预计，受激布里渊散射的应用将在5G/6G和宽带网络、传感器、卫星通信、雷达系统、国防系统甚至射电天文学中得到应用。

研究

Neijts， G. et al .“通过表面声波的片上模拟布里渊散射”（APL Photonics 2024）。DOI: 10.1063/5.0220496

宣言

Ben Eggleton教授是APL Photonics的主编，Moritz Merklein博士是客座编辑，但他们都没有参与论文的提交。研究人员宣称没有其他利益冲突。他们感谢澳大利亚国立大学的澳大利亚国家制造设施（ANFF） OptoFab ACT节点在开展这项研究中的支持。

这项工作得到了欧洲研究委员会和澳大利亚研究委员会（ARC）的资助。这项工作得到了ARC卓越光学微梳突破性科学中心（COMBS）的支持。