Le son dans une cage de cristal express
Un minuscule peigne en niobate de lithium vibre à une fréquence de 300 millions de fois par seconde. Chaque dent est découpée dans une plaquette cristalline aussi épaisse qu'un cheveu humain, et des électrodes métalliques sont déposées sur ses parois latérales. L'onde sonore rebondit à l'intérieur de la dent comme un écho dans un canyon de pierre étroit, sans trouver d'issue.
Auparavant, de tels résonateurs étaient fabriqués à plat : le son courait à la surface, et une partie de l'énergie s'échappait dans la profondeur du matériau. La nouvelle géométrie confine les oscillations de tous les côtés. La réponse électrique a été multipliée par 1,8 par rapport à un résonateur plan, tout en conservant des pertes faibles. Ce dispositif, plus petit qu'un millimètre, fonctionne déjà aux fréquences nécessaires pour les communications mobiles.
Les essais ont confirmé les calculs : le résonateur a converti 6,2 % de l'énergie électrique en vibration mécanique, et le facteur de qualité — une mesure de la pureté du son — a atteint 430. Pour comparaison, une corde de guitare affiche un facteur d'environ mille, mais une corde ne sait pas dialoguer directement avec un circuit radio.
Ces peignes pourraient devenir la base de nouveaux filtres qui éliminent les fréquences parasites dans les antennes, et de capteurs sensibles capables de détecter les moindres vibrations. La cage tridimensionnelle en cristal retient le son plus fermement que n'importe quelle surface plane.
La fréquence de 300 MHz correspond à la bande utilisée par les anciens téléviseurs analogiques et certains microphones sans fil.