Forskere demonstrerer grafenbaseret nanoelektromekanisk periodisk array med afstembar frekvens

Foniske krystaller (PnC'er) er kunstige strukturelle kompositter med periodisk modulering af elastiske parametre, og de er i stand til at regulere udbredelsen af ​​lydbølger. Enheder med forskellige geometriske parametre er blevet lavet til at regulere fononbåndstrukturen. Hvordan man opnår feltjustering af båndstrukturen er dog stadig en udfordring.

I en undersøgelse offentliggjort i Nano Letters , et forskerhold ledet af prof. Guo Guoping og prof. Song Xiangxiang fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi eksperimentelt demonstrerede et grafenbaseret nanoelektromekanisk periodisk array (NEMPA), som forskerne realiserede en stort antal kvasi-kontinuerlige resonanstilstande over et stort afstembart frekvensområde.

Grafen er et relativt elastisk todimensionelt materiale med mekaniske egenskaber svarende til en tynd film. Desuden gør den gode ledningsevne af grafen det muligt for påført elektrisk felt at strække grafenflagen og ændre dens belastning, hvilket ændrer dens vibrationsfrekvens under denne proces. Derfor er den største fordel ved grafen, at dets resonansfrekvens kan indstilles elektrisk.

Forskerne ætsede først den ensartede periodiske række af cylindriske nanopillarer på substratet og forberedte derefter elektroderne ved mikro-nano-fabrikation. Til sidst overførte de grafen med passende tykkelse til den forberedte struktur og realiserede den todimensionelle grafenbaserede NEMPA-enhed.

Forskerne fandt ud af, at enheden udviste et stort antal kvasi-kontinuerlige resonanstilstande i et meget stort frekvensområde, og at frekvensen kan justeres af netspændingen. Det første forsøg med at anvende grafen i et todimensionelt array for at danne PnC'er giver en bred-område afstembar resonanseffekt, der varsler mulighederne for at bruge andre materialer til PnC'er-dannelse.

Denne undersøgelse gav en lovende platform til at studere PnC'er baseret på todimensionelle materialer og deres heterostrukturer. "Vi vil gerne udforske andre fænomener i materialer udover grafen, og vi vil designe andre geometriske strukturer såsom forskellige arrangementer af nanopillar array," sagde prof. Song. + Udforsk yderligere

Nye færdigheder inden for grafen:Justerbare gittervibrationer