Met inkjet bedrukte schakelaars maken het beheer van meerdere frequentiebanden eenvoudiger en goedkoper in draadloze apparaten.

Frequentie-afstembare communicatiemodules, zoals antennes en filters, zullen naar verwachting helpen om draadloze apparaten te miniaturiseren. Onderzoekers van KAUST hebben schakelaars gemaakt die controle over deze modules mogelijk maken als reactie op stimuli.

Mobiele apparaten om meerdere standaarden te ondersteunen, zoals een wereldwijd plaatsbepalingssysteem en een wereldwijd systeem voor mobiele communicatie, antennes nodig hebben die meerdere frequentiebanden kunnen bestrijken. "Radiofrequentieschakelaars zijn de sleutel tot het realiseren van kosten- en ruimtebesparende frequentie-afstembare antennes en filters, " zegt promovendus Shuai Yang, die samen met zijn supervisor Atif Shamim aan het project werkte.

In de handel verkrijgbare radiofrequentieschakelaars hebben prestatiebeperkingen en omvatten ingewikkelde fabricagebenaderingen die dure materialen en gereedschappen vereisen.

Nutsvoorzieningen, Het team van Shamim heeft een kosteneffectieve inkjetprintmethode ontwikkeld om schakelaars te genereren. "Net als voor krantenpapier, de kosten van gedrukte elektronica zijn extreem laag, " zegt postdoctoraal fellow, Mohammed Vaseem, die ook een auteur op het papier is. De schakelaars bestonden uit thermisch en elektrisch reagerende enkele lagen vanadiumdioxide.

De onderzoekers synthetiseerden vanadiumdioxide-nanodeeltjes met een specifieke kristalrangschikking om de gewenste inkt te creëren. Ze printten twee verschillende schakelaarconfiguraties die thermisch en elektrisch konden worden geactiveerd. De prestaties van deze schakelaars waren vergelijkbaar met hun niet-bedrukte analogen, maar tegen veel lagere kosten.

Als proof-of-concept-experiment het team integreerde de schakelaar in een afstembare antenne gedrukt op een flexibel substraat. Op kamertemperatuur, de antenne zou kunnen werken in het bereik dat overeenkomt met toekomstige 5G-communicatie. Bij verhitting, door de schakelaar kon de antenne in het WiFi- en Bluetooth-bereik werken.

"Wanneer volledig bedrukte elektronica volwassen wordt voor industrialisatie, onze schakelaar zal nuttig zijn voor massaproductie van smartphones en andere draadloze apparaten, " zegt Yang.

Ter voorbereiding op deze ontwikkelingen, het team bouwt een nauwkeurig schakelmodel voor computersimulaties. "We werken ook aan het verbeteren van de prestaties van de switch, ", voegt Vaseem toe.