Pasiekus nanomastelį – netikėtas rezonatorių elgesys

Straipsnyje, išspausdintame prestižiniame žurnale „Nature Nanotechnology“, profesorius Adrianas Bachtoldas (Adrian Bachtold) ir jo vadovaujama tyrėjų grupė aprašo, kaip jie pagamino nanomastelinius rezonatorius iš mažyčių grafeno lakštų ir anglies nanovamzdelių. Tokius įrenginius, labai primenančius gitaros stygas, galima sureguliuoti taip, kad šie vibruotų tam tikru dažniu.

Iki šiol tyrinėjant visus mechaninius rezonatorius – nuo kelių metrų iki keliasdešimties nanometrų dydžio – virpesių gesimas visada pasižymėjo nesunkiai nuspėjamu tiesiniu dėsniu. Tačiau profesoriaus A. Bachtoldo vadovaujama mokslininkų grupė atkreipė dėmesį, kad šis tiesiškai aprašomas gesimas negalioja, kuomet rezonatorių dydis pasiekia ribinį atominį mastelį. Tyrėjams pavyko parodyti, jog netiesinis gesimas ypač būdingas nanovamzdelių ir grafeno pagrindo rezonatoriams. Ši rezonatorių savybė gerokai palengvina signalų stiprinimą bei padidina prietaisų jautrumą.

Šis atradimas turi didžiulę reikšmę, mat gesimas yra svarbiausias reiškinys, naudojamas aiškinant nanoelektromechaninių rezonatorių fiziką bei įvairius eksperimentus. Daugelis modelių, kurie buvo sukurti nanomasteliniams elektromechaniniams įrenginiams aprašyti, dabar turėtų būti peržiūrėti, atsižvelgiant į nanovamzdelių ir grafeno rezonatorių rezultatus.

Naujoji nanomastelinių rezonatorių dinamikos įžvalga turėtų leisti gerokai patobulinti daugybę įrenginių. Jau dabar profesoriaus A. Bachtoldo vadovaujamai mokslininkų grupei pavyko pasiekti naujus rekordus gerinant kokybės faktorių (grafeno rezonatoriai) bei ultrasilpnųjų jėgų aptikimą (nanovamzdelių rezonatoriai).

Tyrėjų darbas pasirodė pačiu laiku, nes vis daugiau mokslininkų visame pasaulyje ima tyrinėti nanovamzdelių ir grafeno rezonatorius, pasižyminčius išties unikaliomis savybėmis.