Fyzici z FZU vyvinuli nový materiál, který může být velmi důležitý pro moderní elektroniku.
Vědci z Fyzikálního ústavu AV ČR se podíleli na vývoji nového tenkovrstvého materiálu, který by mohl výrazně zlepšit parametry varaktorů – klíčových součástek používaných v bezdrátové komunikaci. Výsledky mezinárodního výzkumu byly publikovány v prestižním časopise Nature Electronics.
Varaktor si můžeme představit jako „elektronický ladicí knoflík“. Jde o speciální kondenzátor, jehož kapacitu lze měnit pomocí elektrického napětí. Díky tomu mohou elektronická zařízení automaticky přelaďovat pracovní frekvence bez pohyblivých součástí. Varaktory se používají například v mobilních telefonech, bezdrátových sítích, anténách nebo filtrech signálu.
Průlom v kombinaci vlastností
Dosud se konstruktéři elektroniky museli smiřovat s kompromisem: materiály s dobrou laditelností obvykle vykazovaly vyšší energetické ztráty, zatímco úspornější materiály zase nešlo dostatečně dobře ladit. Nově vyvinutý materiál však spojuje obě žádoucí vlastnosti – umožňuje výrazné elektrické ladění a zároveň vykazuje rekordně nízké ztráty v mikrovlnné oblasti.
Materiál vznikl ve spolupráci s Cornellovou univerzitou a má specifickou Ruddlesdenovu–Popperovu krystalovou strukturu, tvořenou atomárně přesně uspořádanými vrstvami oxidů. Čeští vědci přispěli zejména měřeními v terahertzové a infračervené oblasti a objasnili fyzikální mechanismy, které za výjimečnými vlastnostmi materiálu stojí.
Cesta k úspornější elektronice
Podle vedoucího české části výzkumu Stanislava Kamby je hlavní inovací možnost ladění kolmo k vrstvené struktuře materiálu. To otevírá cestu k výrobě velmi malých a energeticky úsporných varaktorů, které mohou najít uplatnění v budoucích generacích komunikačních technologií.
Tento výsledek ukazuje, že základní výzkum může přinášet konkrétní řešení pro moderní elektroniku a přispět např. ke snižování její energetické náročnosti.