Bläckstråletryckta switchar gör flera frekvensband enklare och billigare att hantera i trådlösa enheter.

Frekvensjusterbara kommunikationsmoduler, som antenner och filter, förväntas hjälpa till att miniatyrisera trådlösa enheter. Forskare vid KAUST har skapat switchar som möjliggör kontroll över dessa moduler som svar på stimuli.

Mobila enheter som stöder flera standarder, såsom ett globalt positioneringssystem och ett globalt system för mobil kommunikation, kräver antenner som kan täcka flera frekvensband. "Radiofrekvensomkopplare är nyckeln till att förverkliga kostnads- och utrymmesbesparande frekvensavstämbara antenner och filter, säger doktorand Shuai Yang, som arbetade på projektet med sin handledare Atif Shamim.

Kommersiellt tillgängliga radiofrekvensomkopplare har prestandabegränsningar och involverar invecklade tillverkningsmetoder som kräver dyra material och verktyg.

Nu, Shamims team har utvecklat en kostnadseffektiv metod för bläckstråleutskrift för att generera switchar. "Precis som för tidningspapper, kostnaden för tryckt elektronik är extremt låg, säger postdoktor, Mohammad Vaseem, som också är författare på tidningen. Omkopplarna bestod av termiskt och elektriskt känsliga enkla lager av vanadindioxid.

Forskarna syntetiserade vanadin-dioxid nanopartiklar med ett specifikt kristallarrangemang för att skapa det önskade bläcket. De tryckte två olika switchkonfigurationer som kunde utlösas termiskt och elektriskt. Prestandan hos dessa switchar var jämförbar med deras icke-tryckta analoger, men till mycket lägre kostnad.

Som ett proof-of-concept-experiment, teamet inkorporerade switchen i en avstämbar antenn tryckt på ett flexibelt substrat. Vid rumstemperatur, antennen skulle kunna fungera inom det område som motsvarar framtida 5G-kommunikation. Vid uppvärmning, omkopplaren gjorde det möjligt för antennen att fungera inom WiFi- och Bluetooth-räckvidden.

"När helt tryckt elektronik blir mogen för industrialisering, vår switch kommer att vara användbar för masstillverkning av smartphones och andra trådlösa enheter, säger Yang.

Som förberedelse för denna utveckling, teamet bygger en exakt switchmodell för datorsimuleringar. "Vi arbetar också med att förbättra prestanda för switchen, ", tillägger Vaseem.