Созданы самые точные наноструны

Под точностью в данном случае понимается резонансная частота звучания. Физики из университета Корнелла (Cornell University), объясняют, что их достижение — "наноструны с самой высокой добротностью, достигнутой при комнатной температуре, и натянутые с высоким усилием" — это путь к созданию ряда электронных систем микроскопического масштаба, в частности, медицинских имплантатов-радиопередатчиков, размером в доли миллиметра.

Набор нанострун был изготовлен Скоттом Вербриджем (Scott Verbridge) и его коллегами при помощи управления температурой, давлением и другими факторами в ходе изготовления плёнки из азотида кремния (при этом использовалась маска и электронные лучи).

Наибольшая струна из набора имела длину 60 микронов, а сечение — 200 х 105 нанометров. Её резонансная частота колебаний составила 4,5 мегагерца с добротностью 207 тысяч. Последнее число — это отношение значения резонансной частоты к ширине полосы частот, на которых наблюдается резонанс в этой системе.

Чем выше эта величина, тем точнее можно настроить электронный прибор, радиоприёмник и радиопередатчик, к примеру, используя в качестве резонатора такую систему. А поскольку наноструны на несколько порядков меньше традиционных для радиосистем колебательных контуров с кристаллами кварца, на основе таких нанострун можно создавать действительно "микро" электронику.

Чтобы продемонстрировать возможность включения нанострун в схему приёмника, коллега Вербриджа Роберт Райхенбах (Robert Reichenbach), используя оборудование лаборатории, в частности, лазер для считывания колебаний наноструны, сумел создать на её основе приёмник, который ухитрился настроить на частоту одной из местных радиостанций.

Авторы работы отмечают, что ранее их коллеги-физики уже создавали наноструны со схожими параметрами, в том числе — с высоким Q-фактором (той самой добротностью), но работали такие струны лишь при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю, в то время как новые резонаторы, сделанные в Корнелле, показывают такие данные при температуре комнаты.

Ранее, кстати, именно в лаборатории Гарольда Крэйгхэда (Harold Craighead), где собственно и работают Вербридж и Райхенбах, создали весы, способные почувствовать вес вируса, а ещё ранее — весы, измерившие вес одной бактерии. И использовали они тот же принцип – измерение частоты колебаний механической системы нанометрового масштаба.

Авторы новой работы говорят, что наноструны можно применить и в таком качестве, как весы. Причём они могут выступать в роли чувствительных биодатчиков, если их покрыть антителами, притягивающими конкретные биологические агенты. Рекордный Q-фактор здесь будет означать большую точность и избирательность биологического нанодатчика.

По материалам Membrana.ru

Новости партнеров: