Forskere afklarer den mikroskopiske oprindelse af dissipation med grafen

Mekaniske kilder til dissipation spiller en nøglerolle i moderne fysik, med applikationer, der spænder over nanomekanik, biomekanik, materialevidenskab, og kvanteberegning. I ure og andre vibrerende mekanismer, energitab er normalt proportionalt med hastigheden af ​​det vibrerende objekt. Men under særlige omstændigheder, hvor en resonansfrekvens af resonatoren er nøjagtig dobbelt så høj som en anden resonansfrekvens, disse tab bliver pludselig meget større, da yderligere energi går tabt gennem koblingen mellem disse vibrationsmåder. Med støtte fra Det Europæiske Forskningsråd (ERC), lektor Farbod Alijani og Ata Keşkekler Ph.D. studerende på afdelingen for præcisions- og mikrosystemteknik på TU Delft, indstillet interaktionen mellem vibrationstilstandene i en grafennanodrum på en sådan måde, at en tilstand vibrerer nøjagtigt dobbelt så hurtigt som en anden. Derved, de viste også, at det med denne mekanisme er muligt at styre dæmpningskraften via koblingsstyrken mellem de to vibrationstilstande.

Ata Keşkekler:"Normalt, hastigheden, hvormed lyden af ​​en guitarstreng henfalder, er uafhængig af, hvor hårdt du plukker den. Imidlertid, hvis vi laver en analogi mellem en nanoresonator og en guitar, i dette værk finder vi en mekanisme, der indikerer, at hvis du stemmer en anden streng tæt på en tone, der er den første oktav af strengen, der spilles, henfaldshastigheden bliver afhængig af, hvor hårdt du plukker den. Jo tættere på oktaven, jo stærkere er denne afhængighed."

Da der indtil nu har været få muligheder for at påvirke dæmpningskraften i nanosystemer, denne forskning baner vejen for spændende muligheder for bedre at forstå oprindelsen af ​​spredning på nanoskala og realisere ultrafølsomme kontrollerbare sensorer. Til denne undersøgelse, forskerne arbejdede sammen med kolleger fra Ben Gurion University og Kavli Institute of Nanoscience ved TU Delft.

Denne uge, Naturkommunikation offentliggjort resultaterne af denne undersøgelse.