Kontrol af knæk i en nanoskala ved hjælp af elektrostatiske effekter

Et team af forskere fra Bilkent University og Sabanci University SUNUM Nanotechnology Research Center har udviklet en måde at kontrollere buckling i en nanoskala stråle ved hjælp af elektrostatiske effekter. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver den enhed, de har bygget, og dens mulige anvendelser.

Teknisk set, buckling er en deformation, der opstår, når der presses på et objekt på to eller flere sider. Deformationen opstår typisk et sted mellem slutpunkterne. I tekniske applikationer, bukning betyder normalt, at noget er mislykkedes. Men tidligere forskning har vist, at buckling kunne bruges til at skabe enheder såsom nanoelektromekaniske systemer. I sådanne systemer, buckling kan bruges som et middel til at måle acceleration eller når man bygger elektromekaniske relæer. For at bygge sådanne enheder, imidlertid, knæk skal være både kontrollerbar og gentagelig. I denne nye indsats, forskerne har skabt en enhed, der er i stand til begge dele.

Enheden, teamet byggede, bestod af en siliciumstråle 40 mikrometer lang og 150 nanometer bred, som tjente som bukkemateriale. Bjælken blev holdt på plads af et loft og et gulv. Tryk blev påført loftet af et kamdrev, en type aktuator, som igen pressede strålen nedad. To kamformede strukturer blev fastgjort til loftet-da spænding blev påført, de blev trukket tættere sammen, resulterer i øget tryk på loftet. Forskerne tilføjede også elektroniske porte placeret tæt på bjælken på hver side. Da spændingen blev påført aktuatoren ovenfor, elektrostatiske kræfter udøvede tryk til venstre eller højre. Resultatet var en enhed, der kunne tvinge den lille stråle til at spænde kontrolleret enten til højre eller venstre ved op til 12 procent af strålelængden.

Forskerne foreslår, at deres enhed kan bruges som en del af en meget lille mekanisk pumpe - måske til medicinske applikationer. De planlægger at fortsætte deres arbejde med enheden ved at bruge den til at teste Landauers princip - og ned ad linjen, de planlægger at teste dens mulige anvendelse som et middel til lagring af oplysninger i to-staters hukommelsesenheder.

© 2020 Science X Network