时间:2021-12-28 13:58:01来源:
兰开斯特大学和牛津大学的科学家创造了一种纳米电子电路,该电路在没有任何外力的情况下会振动。
他们的实验使用一根细小的悬浮线,类似于振动的吉他弦,展示了一个简单的纳米设备如何直接从电流中产生运动。该研究于2019年10月14日在《自然物理学》上发表。
为了制造这种设备,研究人员采用了碳纳米管,这种碳纳米管的直径约为3纳米,比吉他弦的粗细约十万倍。他们将其安装在两端的金属支架上,然后将其冷却至比绝对零值高0.02度的温度。导线的中心部分可以自由振动,研究人员可以通过使电流通过并测量电阻的变化来进行检测。
就像拔弦时吉他弦会振动一样,当金属线被振荡电压强迫运动时也会振动。这完全符合研究人员的预期。
就像拔弦时吉他弦会振动一样,当金属线被振荡电压强迫运动时也会振动。
当他们在没有施加强制电压的情况下重复实验时,感到惊讶。在适当的条件下,电线会自行振荡。
纳米吉他弦正在演奏。
兰开斯特大学首席研究员爱德华·莱尔德博士说:“我们花了一段时间才找出引起振动的原因,但我们最终明白了。在如此小的设备中,重要的是电流由单个电子组成。电子一个接一个地跳到导线上,每个都给它一个小的推动力。通常,这些推动是随机的,但我们意识到,只要正确控制参数,它们就会同步并产生振荡。”
那么纳米吉他演奏什么音符呢?
“纳米管比吉他弦要细得多,因此它会以更高的频率振荡-进入超声范围,因此没有人能够听到。
“不过,我们仍然可以为其分配便笺。它的频率为2.31亿赫兹,这意味着它是一个A弦,比标准调音高21个八度。”
纳米振荡器可用于放大微小的力,例如在新型显微镜中,或用于测量外来量子流体的粘度。这些实验将在Laird博士在兰开斯特物理部门建立的一个新实验室中进行,该实验室得到了欧盟的270万欧元的资助。
参考:温宇天,N。Ares,F。J. Schupp,T。Pei,G。A. D. Briggs和E. A. Laird撰写的“由单电子隧穿驱动的相干纳米机械振荡器”,自然物理学,DOI:2019年10月14日,DOI:
10.1038 / s41567-019-0683-5
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