Forskere udvikler Si-baseret super-højfrekvent nanoelektromekanisk resonator

Silicium enkelt-elektron/hul transistorer (SET'er/SHT'er) og superhøjfrekvente nanoelektromekaniske resonatorer viser et stort potentiale inden for kvanteberegning, sansning og mange andre områder.

For nylig, en gruppe ledet af prof. Guo Guoping fra University of Science and Technology i Kina ved det kinesiske videnskabsakademi, samarbejder med prof. Zhang Zhens gruppe fra Uppsala Universitet, Sverige, designet og fremstillet CMOS-kompatible suspenderede SHT-enheder, der fungerede som superhøjfrekvente nanoelektromekaniske resonatorer. Værket blev udgivet i Avancerede materialer .

Forskerne udviklede enhederne ved hjælp af standard komplementær metal-oxid-halvleder (CMOS) fabrikationsteknologi, hvilket er praktisk til storstilet integration. De observerede Coulomb diamanttransportegenskaber bekræftede dannelsen af ​​SHT.

Når suspenderet, SHT kan også fungere som en super-højfrekvent nanoelektromekanisk resonator, udviser fremragende mekaniske egenskaber. Ved ultralav temperatur og under højvakuum, enheden viste enkelthuls tunneladfærd og en mekanisk resonans ved en rekordhøj værdi på 3 GHz.

Disse egenskaber vil være nyttige til at udforske samspillet mellem mekaniske vibrationer og ladningsbærere, og undersøge potentielle kvanteeffekter.

Udover, forskerne fandt, at den elektriske udlæsning af den mekaniske resonans hovedsageligt var afhængig af piezoresistiv effekt, og var stærkt korreleret til enkelthuls tunneling. I SHT-regimet, den piezoresistive gauge-faktor var en størrelsesorden større end ved andre forskellige drivkræfter. Denne egenskab kan anvendes til at studere den piezoresistive effekt af silicium i nanoskala og mere nye mekaniske sensorenheders design.