大规模相控阵;3D打印NEMS谐振器。
大规模相控阵
普林斯顿大学的研究人员开发了一种大型高频天线阵列采用薄膜材料。
“为了实现这些大尺寸，人们尝试了数百个小微芯片的离散集成。但这并不实际——它成本不低，不可靠，在无线系统层面上也无法扩展，”该研究的资深作者、普林斯顿大学电气和计算机工程教授纳文·维尔马说。“你想要的是一种可以原生扩展到这些大维度的技术。嗯，我们有一项类似的技术——它是我们用于显示器的技术”，例如计算机显示器和液晶显示器(LCD)电视。
研究人员使用氧化锌薄膜晶体管在相控阵装置中制造了一排1英尺长的三根天线。相控天线阵列可以发射窄波束信号，这些信号可以通过数字编程来实现所需的频率和方向。阵列中的每个天线都从相邻天线发射一个具有指定时间延迟的信号，这些信号之间的建设性和破坏性干扰加起来就形成了聚焦的电磁波束。
相控阵系统用于远程通信系统，如雷达系统、卫星和蜂窝网络，研究人员表示，薄膜天线可以使它们在不同的范围或无线电频率下工作。
斯坦福大学博士后研究员吴灿(音译)说:“相控阵可以对光束进行不同方向的电子扫描，因此可以进行点对点无线通信。”“大面积电子技术是一种薄膜技术，所以我们可以在一米范围内的柔性基板上构建电路，我们可以将所有组件集成到一张纸的形状上。”
该团队在玻璃基板上制造晶体管和其他组件，但注意到类似的工艺可以用于柔性塑料基板。
研究人员提出的一些应用包括将其应用于墙壁，在那里它可以实现与分布式物联网设备的通信，并促进与飞机的通信。“对于飞机来说，由于距离太远，你会损失很多信号功率，而你希望能够以高灵敏度进行通信。机翼是一个相当大的区域，所以如果你在机翼上有一个单点接收器，它不会有太大的帮助，但如果你可以将捕捉信号的面积扩大一百倍或一千倍，你就可以降低信号功率，提高无线电的灵敏度。”
3D打印NEMS谐振器
都灵理工大学和耶路撒冷希伯来大学的研究人员使用3D打印技术来创造纳米机电系统谐振器(NEMS, MEMS的小型版本)具有与硅谐振器相当的质量、稳定性、质量灵敏度和强度。
该团队构建了三种最常见的谐振器设计(膜，悬臂和桥)，长度从20到50微米，宽度从2到5微米，厚度在250到2000纳米之间，使用双光子聚合在新的液体成分上。接着是去除有机成分的热过程，留下具有高刚性和低内部耗散的陶瓷结构。
“我们制造和表征的NEMS具有与当前硅器件相同的机械性能，但它们是通过更简单、更快、更通用的工艺获得的，因此也有可能添加新的化学物理功能。例如，文章中使用的材料是Nd:YAG[掺钕钇铝石榴石]，通常用作红外范围内的固态激光源，”都灵理工大学应用科学与技术系的Stefano Stassi说。
研究人员表示，3d打印的NEMS可以产生高度敏感的质量和力传感器。
耶路撒冷希伯来大学的Shlomo Magdassi补充说:“通过快速简单的3D打印工艺，制造出性能类似于硅器件的复杂微型器件的能力，为增材制造和快速制造领域带来了新的领域。”
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