Taajuusviritys nanosähkömekaanisesti22.03.2022 Äskettäin julkaistussa tiedeartikkelissa Oxfordin ja Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat löytäneet käyttötehoa tarvitsemattoman ja erittäin nopean tavan virittää taajuutta muokattuja nanolankoja käyttämällä. Nykypäivän tietoliikenneverkoissa kyky syntetisoida luotettavasti mahdollisimman monta taajuutta ja vaihtaa nopeasti yhdeltä toiselle on keskeistä saumattomien yhteyksien kannalta. Nyt tutkijat ovat valmistaneet kalkogenidilasista (germaniumtelluridista) värähteleviä nanonauhoja, jotka resonoivat ennalta määrätyillä taajuuksilla, aivan kuten kitaran kielet. Näiden resonaattoreiden taajuuden säätämiseksi tutkijat vaihtavat materiaalin atomirakennetta, mikä muuttaa itse materiaalin mekaanista jäykkyyttä. Sähkö kuluu vain muutostilanteessa ja rakenne pitää arvonsa ilman käyttöjännitettä. Tutkimuksen osana tohtorityötään suorittanut Utku Emre Ali Oxfordin yliopistosta sanoi: "Muuttamalla atomien sitoutumista toisiinsa näissä laseissa, voimme muuttaa Youngin moduulia muutamassa nanosekunnissa.Youngin moduuli on jäykkyyden mitta ja se vaikuttaa suoraan nanorakenteen värähtelytaajuuteen." Pennsylvanian professori Ritesh Agarwal, joka osallistui tähänkkin yhteistyötutkimukseen, löysi ensimmäisen kerran tämän ainutlaatuisen mekanismin, joka muutti silloin uudenlaisten nanomateriaalien atomirakennetta vuonna 2012. Professori Harish Bhaskaran, Oxfordin yliopiston materiaalilaitokselta, joka johti työtä, toteaa: "Tämä tutkimus luo uuden kehyksen, jossa käytetään toiminnallisia materiaaleja, joiden perusmekaanisia ominaisuuksia voidaan muuttaa sähköpulssin avulla. Tämä on jännittävää, ja toivomme, että se inspiroi uusien materiaalien jatkokehitykseen, jotka on optimoitu tällaisiin sovelluksiin." Insinöörit arvioivat lisäksi, että heidän nanosähkömekaaninen (NEMS) lähestymistapansa voisi toimia miljoona kertaa tehokkaammin kuin kaupalliset taajuussyntetisaattorit tarjoten samalla 10-100 kertaa nopeamman virityksen. Tutkimuksen mukaan nämä nanolangalliset NEMS-järjestelmät mahdollistavat resonanssitaajuuden virityksen ilman virtaa 30 %:n alueella. Lisäksi niiden korkeat laatutekijät (Q > 104) säilyvät faasimuunnoksen jälkeen. Ratkaisussa hyödynnetään myös materiaalin luontaista pietsoresistiivisyyttä ennennäkemättömillä mittakertoimilla (jopa 1100) monoliittisen integroinnin helpottamiseksi. Tutkijat demonstroivat NEMS-järjestelmäsä reaaliaikaisessa taajuuden virityksessä taajuushyppelevän hajaspektriradion prototyypissä. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.