Крошечная гребёнка из ниобата лития вибрирует на частоте 300 миллионов раз в секунду. Каждый зубчик вырезан из кристаллической пластины толщиной с человеческий волос, а на его боковых стенках напылены металлические электроды. Звуковая волна мечется внутри зубчика, как эхо в узком каменном каньоне, не находя выхода наружу.
Раньше такие резонаторы делали плоскими: звук бежал по поверхности, и часть энергии утекала вглубь материала. Новая геометрия замыкает колебания со всех сторон. Электрический отклик вырос в 1,8 раза по сравнению с плоским резонатором, а потери остались низкими. Устройство размером меньше миллиметра уже работает на частотах, нужных для мобильной связи.
Испытания подтвердили расчёты: резонатор поймал 6,2% электрической энергии в механическую вибрацию, а добротность — мера чистоты звучания — достигла 430. Для сравнения, у гитарной струны этот показатель около тысячи, но струна не умеет говорить с радиосхемой напрямую.
Такие гребёнки могут стать основой новых фильтров, которые отсеивают лишние частоты в антеннах, и чувствительных датчиков, улавливающих малейшие вибрации. Трёхмерная клетка из кристалла держит звук крепче, чем любая плоская поверхность.
Частота 300 МГц — это диапазон, в котором работают старые аналоговые телевизоры и некоторые радиомикрофоны.