5G, o el estándar tecnológico de quinta generación para redes celulares de banda ancha, se promociona como que finalmente llegó a velocidades de descarga ultrarrápidas, el fin de las llamadas interrumpidas y el almacenamiento en búfer, y una mayor conectividad para promover el desarrollo de vehículos autónomos, cirugía remota, e Internet de las cosas.

En verdad, La adopción de la tecnología 5G aún se encuentra en sus primeras etapas, según Michael Hill, director técnico de Skyworks Solutions, una empresa de semiconductores avanzados con sede en California. En su papel publicado en Letras de física aplicada , Hill y sus colegas brindan una descripción general de las tecnologías 5G incipientes y muestran cómo la mejora de los materiales cerámicos podría desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de 5G.

5G opera en dos bandas de frecuencia:3-6 gigahercios para enlaces de larga distancia y una banda de frecuencia mucho más alta en la región de ondas milimétricas (20-100 GHz) para velocidades de datos ultrarrápidas.

Acomodando la banda de frecuencia más baja, más cerca de las regiones espectrales 4G, es menos problemático que los cambios significativos necesarios para realizar plenamente la capacidad 5G en los rangos de frecuencia más altos. Por ejemplo, el tipo de frecuencia está ligado a la fuerza general de la señal. Cuanto mayor sea la frecuencia, cuanto más corta sea la distancia que puede viajar la ola.

Los materiales cerámicos se han utilizado durante mucho tiempo en tecnologías de redes de comunicaciones inalámbricas tanto para dispositivos móviles como para estaciones base. Mejora de la cerámica, por lo tanto, ha sido un enfoque central en la mejora de la capacidad 5G. Por su parte, El grupo de investigación de Hill's ha desarrollado una cerámica para mejorar un dispositivo que es fundamental para las aplicaciones 5G, llamado circulador.

Fabricado típicamente con materiales cerámicos aislantes a base de granate de hierro ytrio, Los circuladores son dispositivos de tres puertos que sirven como círculos de tráfico para mantener la señal fluyendo en una dirección y permiten que un receptor y un transmisor compartan la misma antena.

Para aumentar significativamente la densidad de energía para adaptarse a las frecuencias más altas, los investigadores han reemplazado parcialmente el itrio con bismuto, un elemento pesado que aumenta la constante dieléctrica de la cerámica. Las sustituciones de bismuto también permiten la miniaturización de circuladores.

A medida que la batalla de la tecnología 5G continúa calentándose, los circuladores podrían ser reemplazados por interruptores de nitruro de galio de alta potencia, lo que muestra cuán temprano todavía está la etapa para el desarrollo de la tecnología 5G.

"Es probable que la tecnología de ondas milimétricas sea el salvaje oeste durante algún tiempo, como una tecnología puede dominar solo para ser rápidamente suplantada por una tecnología diferente, "Dijo Hill.