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科學(xué)家利用納米材料首次實(shí)現(xiàn)無電源頻率調(diào)整

時(shí)間:2022-03-24 11:56:33 來源: cnBeta.COM


匹配發(fā)射器和接收器的頻率對電信技術(shù)至關(guān)重要。當(dāng)接收器和發(fā)射器調(diào)到相同的頻率頻道時(shí)就會發(fā)生這種情況。在當(dāng)今時(shí)代廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)中,擁有可靠地合成許多頻率并迅速從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換到另一個(gè)頻率的能力至關(guān)重要,以實(shí)現(xiàn)無縫連接。

這項(xiàng)研究的作者想出了一種不同的調(diào)諧諧振器頻率的方法。他們的方法與通常的在納米環(huán)上使用機(jī)械應(yīng)力的方法截然不同,就像在吉他調(diào)音中通過弦鈕應(yīng)用的那樣。后者轉(zhuǎn)化為更多的電力消耗,因?yàn)樾枰妷簛砭S持張力。

在這項(xiàng)研究中,研究人員使用了在預(yù)先計(jì)劃的頻率下發(fā)生共振的鈣化玻璃的振動(dòng)納米環(huán)。這些共振器的頻率是通過切換材料的原子結(jié)構(gòu)來調(diào)整的,這就改變了材料的機(jī)械硬度。

納米線最初擁有結(jié)晶結(jié)構(gòu),這意味著高剛度。這將產(chǎn)生更高的諧振頻率。通過發(fā)送電脈沖改變晶體結(jié)構(gòu),使其結(jié)構(gòu)變?yōu)榉蔷B(tài)。這意味著較低的剛度,產(chǎn)生較低的共振頻率。使用另一個(gè)電脈沖,原子結(jié)構(gòu)可以被切換回原來的晶體狀態(tài)。一旦晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,這種狀態(tài)可以在室溫下保持?jǐn)?shù)年之久。這意味著無電源調(diào)諧。

不僅是無電源的。這也是超級快的。作為博士研究的一部分完成這項(xiàng)研究的Utku Emre Ali解釋說,通過改變這些玻璃中的原子結(jié)合方式,以幾納秒的速度改變楊氏模量(一種硬度的測量)。實(shí)際上,這將直接影響納米環(huán)的振動(dòng)頻率。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的Harish Bhaskaran教授解釋說,這項(xiàng)研究開發(fā)了一個(gè)新的框架,使用的功能材料的機(jī)械性能可以通過電脈沖改變。

根據(jù)該工程師的估計(jì),這種方法可能比商業(yè)頻率合成器的效率高一百萬倍,速度快10到100倍。這些初步結(jié)果可能意味著未來會有更高的數(shù)據(jù)速率和持久的電池。


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