Äskettäin julkaistussa Nature Electronics -lehdessä kerrotaan, miten New Yorkin City Universityn Advanced Science Research Centerin (ASRC) tutkijat käyttivät epälineaaristen resonaattoreiden joukkoa elektroniikkapiirin signaalihäiriöiden poistamiseksi. Läpimurto tehtiin ASRC:n Photonics Initiative -johtajan Andrea Alùn laboratoriossa. Alù ja hänen työtoverinsa työ liittyy topologiaan eli ominaisuuksiin, jotka säilyvät jatkuvissa muodonmuutoksissa.
Tutkimus osoitti, että topologiaa voi käyttää helpottamaan sähkömagneettisen aallon tehokasta etenemistä elektroniikassa ja piirikomponenteissa. Toiseksi se osoitti, että topologisiin ilmiöihin liittyvä luontainen vankkuus voi syntyä piirissä itsestään siinä kulkevan signaalin vaikutuksesta ja tällaisen vikasietoisuuden voi saavuttaa sijoittamalla sopivasti räätälöityjä epälineaarisuuksia piirirakenteisiin.
Tavoitteidensa saavuttamiseksi tiimi käytti epälineaarisia resonaattoreita. Rakenne on suunniteltu siten, että signaalin voimakkuuden muutos voi aiheuttaa muutoksen kaistadiagrammin topologiassa.
Alemmilla signaali-intensiteetillä elektroninen piiri tukee triviaalia topologiaa, eikä siten tarjoa mitään suojaa vioilta. Kun jännite kasvoi tietyn kynnysarvon yli, topologia muuttui automaattisesti, eivätkä signaalinsiirtoa enää haitanneet satunnaiset viat, joita aiheutettiin piirilohkoon, kertovat tutkijat ASRC:n tiedotteessa.
Näiden topologisten tilojen ilmaantuminen voisi johtaa elektronisten, optisten ja akustisten laitteiden suunnitteluihin, jotka ovat erittäin tolerantteja valmistuksen epätarkkuuksille ja ei-toivotuille loisvaikutuksille.
Topologisten ilmiöiden tutkimus on johdattanut moniin materiaaliteknisiin havaintoihin, joista löytyneet ominaisuudet kiinnostavat tulevaisuuden elektroniikan ja erityisesti kvanttitietotekniikan kehittelijöitä. Myös lämpösähköisyys, spintroniikka, suprajohtavuus ja jopa kanavatransistori voivat hyötyä topologisten eristeiden tutkimuksista.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 16.3.2018
ETN:n digitaalinen aikakauslehti ETNdigi 1/2026 on julkaistu. Uusi numero kokoaa yhteen elektroniikka-alan keskeisiä teknologiateemoja kvanttilaskennasta ja tekoälystä energiatehokkaaseen tehoelektroniikkaan, IoT-järjestelmiin ja ajoneuvojen latausinfrastruktuuriin.
Nokian toimitusjohtaja Justin Hotard arvioi yhtiön Yhdysvaltain arvopaperimarkkinavalvoja SEC:lle toimittamassa Form 20-F 2025 -vuosiraportissa, että mobiiliverkkomarkkina ei ole lähivuosina varsinainen kasvuala. Hänen mukaansa markkinan odotetaan pysyvän lähinnä vakaana samalla kun Nokia keskittyy parantamaan liiketoiminnan kannattavuutta.
Lääkintälaitteiden internet (IoMT) yhdistää diagnostiikan, puettavat anturit ja sairaalalaitteet pilvipohjaisiin järjestelmiin. Etävalvonta, reaaliaikainen data ja koneoppiminen lupaavat parempaa hoidon laatua ja kustannussäästöjä, mutta samalla ratkaistavaksi jäävät yhteentoimivuus, sääntely ja tietoturva.