Mikrosiru yhdistää kaksi Nobel-palkittua tekniikkaa03.04.2023 Delftin teknillisen yliopiston fyysikot ovat rakentaneet uuden teknologian mikrosirun päälle yhdistämällä kaksi Nobel-palkittua tekniikkaa. Mikrosiru koostuu pääosin ohuesta keraamisesta levystä, joka on muotoiltu trampoliiniksi. Tämä trampoliini on kuvioitu rei´illä parantamaan sen vuorovaikutusta lasereiden kanssa. Entisenä tohtorikandidaattina Matthijs de Jong tutki näitä pieniä trampoliineja selvittääkseen, mitä tapahtuisi, jos niihin suunnattaisiin lasersäde. Trampoliinin pinta alkoikin väristä voimakkaasti ja värähtelevältä pinnalta heijastunutta laservaloa mittaamalla, tiimi havaitsi kamman muotoisen värähtelykuvion, jota he eivät olleet ennen nähneet. He ymmärsivät, että trampoliinin kampamainen ilmiö toimii viivaimena etäisyyden tarkkuusmittauksissa. Tätä uutta tekniikkaa voitaisiin käyttää materiaalien paikkojen mittaamiseen ääniaaltojen avulla. Erikoisuuden tekee siitä se, että se ei vaadi mitään tarkkuuslaitteistoa ja on siksi helppo valmistaa. "Se vaatii vain laserin asettamisen, ei mitään muuta. Ei tarvita monimutkaisia takaisinkytkentäsilmukoita tai tiettyjen parametrien viritystä, jotta tekniikkamme toimisi kunnolla. Tämä tekee siitä erittäin yksinkertaisen ja vähän virtaa kuluttavan tekniikan, joka on paljon helpompi miniatyrisoida mikrosirulle”, Norte sanoo. Uusi tekniikka perustuu kahteen toisiinsa liittymättömään Nobel-palkittuun tekniikkaan, joita kutsutaan optiseksi ansaksi ja taajuuskammaksi. Norte: ”Mielenkiintoista on, että nämä molemmat käsitteet liittyvät tyypillisesti valoon, mutta näillä kentillä ei ole todellista päällekkäisyyttä. Olemme yhdistäneet ne ainutlaatuisesti luodaksemme helppokäyttöisen ääniaalloille perustuvan mikrosiruteknologian. Tällä helppokäyttöisyydellä voi olla merkittäviä vaikutuksia siihen, miten mittaamme ympäröivää maailmaa." Kun tutkijat osoittivat lasersäteen pieneen trampoliiniin, he ymmärsivät, että laserin siihen kohdistamat voimat aiheuttivat ylisävyvärähtelyjä trampoliinin kalvoissa. ”Näitä voimia kutsutaan optiseksi ansaksi, koska ne voivat vangita hiukkasia yhteen kohtaan valon avulla. Tämä tekniikka voitti Nobel-palkinnon vuonna 2018 ja sen avulla voimme käsitellä pienimpiäkin hiukkasia äärimmäisen tarkasti”, Norte selittää. "Optisia taajuuskampoja käytetään laboratorioissa ympäri maailmaa erittäin tarkkaan ajan mittaukseen ja etäisyyksien mittaamiseen", Norte sanoo. ”Ne ovat niin tärkeitä mittauksille yleisesti, että niiden keksintönsä annettiin Nobel-palkinnon vuonna 2005. Olemme tehneet taajuuskammasta akustisen version, joka on tehty kalvossa valon sijaan äänivärähtelyistä. Akustisilla taajuuksilla kammatvoisivat tehdä esimerkiksi paikanmittauksia läpinäkymättömissä materiaaleissa, joiden läpi värähtelyt voivat levitä paremmin kuin valoaallot. Tekniikkaa voitaisiin käyttää esimerkiksi tarkkuusmittauksiin veden alla maapallon ilmaston seuraamiseen, lääketieteelliseen kuvantamiseen ja kvanttiteknologioiden sovelluksiin. |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.