Российские ученые из НИУ ВШЭ и ФИАН разработали метод, позволяющий заранее оценить, насколько качественно соединены слои материала в микрочипах для связи 6G. Новый лазерный тест помогает отсеивать неудачные комбинации материалов до начала производства.
В основе фильтров для 5G и 6G лежат тончайшие пленки, нанесенные на подложку. Пока частота сигнала невысока, слои работают как одно целое. Но на гигагерцовых частотах, которые требуются для скоростной связи, даже микроскопическое проскальзывание плёнки приводит к тому, что фильтр полностью перестает пропускать сигнал.
Проблема в том, что раньше разработчики узнавали об этом «разрыве контакта» только на финальном этапе — после сборки и тестирования готового прототипа. Исправление ошибки означало полную переделку чипа и многомиллионные затраты.
Ученые НИУ ВШЭ и Физического института имени Лебедева предложили проверять качество сцепления материалов до того, как прибор собран. Их метод использует два коротких лазерных импульса. Первый нагревает крошечную область образца и запускает по поверхности акустическую волну (как круги на воде от брошенного камня). Второй луч, проходящий спустя доли наносекунды, сканирует поверхность и фиксирует, как именно волна искажается. По этим искажениям ученые впервые могут рассчитать не только вертикальную, но и поперечную жесткость сцепления — самую важную для связи 6G.
«Создать прибор и убедиться, что он не работает из-за плохого акустического согласования, — неприятно и крайне затратно. Гораздо лучше тестировать заранее взаимодействие различных пар материалов, а потом уже пытаться создать из них прибор. Наша методика быстрая, полностью оптическая и неразрушающая. Она позволяет проверить контакт материалов до того, как из них сделали устройство, и подобрать оптимальную пару для работы на гигагерцовых частотах».
Александр Кунцевич, профессор факультета физики НИУ ВШЭ
Инженеры смогут использовать разработку не только для фильтров связи, но и для создания акустических метаматериалов — искусственных структур, управляющих звуком.
Читайте также: «Создан электронный чип с рекордной пропускной способностью — 500 Гбит/с».