Interruptores de radiofrecuencia memristores para 6G

Los investigadores de todo el mundo ya están sentando las bases para la próxima generación 6G de comunicaciones inalámbricas. Un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha desarrollado componentes que permitirán que los futuros dispositivos alcancen las mayores velocidades necesarias para tal salto tecnológico.

En un nuevo artículo publicado en Nature Electronics, los investigadores demostraron nuevos interruptores de radiofrecuencia que son responsables de mantener los dispositivos conectados saltando entre redes y frecuencias mientras reciben datos. A diferencia de los interruptores presentes en la mayoría de los dispositivos electrónicos de hoy en día, estos nuevos dispositivos están hechos de materiales bidimensionales que requieren mucha menos energía para funcionar, lo que significa más velocidad y una mejor duración de la batería para el dispositivo.

“Cualquier cosa que funcione con batería y necesite acceder a la nube o a la red 5G y eventualmente a la red 6G, estos conmutadores pueden proporcionar esas funciones de baja energía y alta velocidad”, dijo Deji Akinwande, profesor en el Departamento de Electricidad de la Escuela de Ingeniería Cockrell. e Ingeniería Informática y líder principal del proyecto.

Más velocidad 6G necesita más interruptores

Debido a la mayor demanda de velocidad y potencia, los dispositivos 6G probablemente tendrán cientos de interruptores, muchos más que los dispositivos electrónicos que se encuentran actualmente en el mercado. Para alcanzar mayores velocidades, los dispositivos 6G tendrán que acceder a bandas de espectro de frecuencia más altas que la electrónica actual, y estos interruptores son clave para lograrlo.

Hacer que estos interruptores y otros componentes sean más eficientes es otra parte importante de descifrar el código para 6G.

Esa eficiencia va más allá de la duración de la batería. Debido a que los usos potenciales de 6G son tan amplios, incluidos los automóviles sin conductor y las ciudades inteligentes, todos los dispositivos deberán eliminar virtualmente la latencia.

Akinwande desarrolló previamente interruptores para dispositivos 5G. Una de las principales diferencias esta vez son los materiales utilizados.

Estos nuevos interruptores utilizan disulfuro de molibdeno, también conocido como MOS 2 , pegado entre dos electrodos.

Estos tipos de dispositivos, llamados memristores, se utilizan normalmente para la memoria. Pero la adaptación para usarlos como interruptores abre el potencial para que los dispositivos, tanto actuales como futuros, alcancen nuevos estándares de velocidad y duración de la batería.

Akinwande es parte de un grupo de investigadores de UT Austin que se preparan para 6G . El año pasado, se lanzó 6G@UT , con líderes de la industria, incluidos Samsung, AT&T, NVIDIA, Qualcomm y más, que se asociaron con investigadores para avanzar en el desarrollo de 6G.

La próxima generación de tecnología inalámbrica se infundirá con tecnologías que alcanzaron la mayoría de edad durante la última década: detección ubicua, Realidad Aumentada, aprendizaje automático y la capacidad de usar un espectro de frecuencia más alto en bandas mmWave y THz. Estas tecnologías estarán en el centro de la investigación que se lleva a cabo en el centro 6G@UT.

Cada generación inalámbrica dura aproximadamente una década, y la implementación de 5G comenzó en 2020.

Akinwande dijo que es probable que la implementación de 6G no ocurra hasta alrededor de 2030. Pero ahora es el momento de poner en marcha todos los componentes básicos necesarios.

“Para que la tecnología se implemente para 2030, muchos de los componentes, gran parte de la arquitectura deben resolverse con años de anticipación para que la integración y la ejecución a nivel del sistema puedan ocurrir a tiempo para el lanzamiento”, dijo Akinwande.

El próximo paso en este proyecto es integrar los interruptores con chips y circuitos de silicio. Los investigadores están buscando mejorar qué tan bien los interruptores pueden saltar entre frecuencias, lo que daría a los dispositivos mejores conexiones sobre la marcha. Están buscando colaboraciones con socios de la industria en el desarrollo de los interruptores para su adopción comercial.

Los miembros del equipo incluyen a Myungsoo Kim y Sung Jin Yang del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática; Emiliano Pallecchi, Guillaume Ducournau, Simon Skrzypczak, Henri Happy y Pascal Szriftgiser de la Universidad de Lille en Francia; Nicolas Wainstein, Keren Stern y Eilam Yalon del Technion, Instituto de Tecnología de Israel. El proyecto fue financiado por subvenciones de la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea.

Fuente: The University of Texas at Austin