Поделиться
Создан датчик наноперемещений
В США создан датчик наноперемещений, позволяющий зарегистрировать изменение положения объекта на тысячные доли нанометра. Датчик состоит из наноэлектромеханической перемычки и одноэлектронного транзистора. В устройствах такого типа механический элемент перемещается под действием внешнего воздействия, а высокочувствительный детектор позволяет измерить его перемещение. Область применения устройства - все, где требуется ультравысокая точность, например, магниторезонансная микроскопия. Если удастся повысить его чувствительность в сто раз, у ученых появится возможность непосредственной регистрации квантовых эффектов в макросистемах. Квантово-механический принцип неопределенности утверждает, что невозможно одновременно измерить и положение, и скорость (точнее, импульс) микрочастицы. Тем самым устанавливается фундаментальное ограничение на точность любых измерений макрообъектов. Правда, достигнуть этих теоретических границ в непосредственных измерениях до последнего времени было невозможно из-за отсутствия приборов с необходимой точностью. Точность наноэлектромеханических устройств уже достаточна для проведения подобных измерений.Роберту Кнобелю (Robert Knobel) и Эндрю Клиланду (Andrew Cleland) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре удалось создать работающее устройство, в котором механический элемент представляет собой брусок из арсенида галлия, закрепленный с обоих концов. Длина бруска - 3 микрона, ширина - 250 нанометров, толщина - 200 нанометров. Расположен он в 250 нанометрах от одноэлектронного транзистора, представляющего собой детектор перемещения. Брусок и транзистор соединены электрически через емкость. При приложении внешнего напряжения брусок начинает вибрировать. При его перемещении относительно детектора ток, протекающий через транзистор, изменяется. Одноэлектронный транзистор, по словам изобретателей, представляет собой лучший из существующих детекторов заряда, имеющий чрезвычайно высокую чувствительность. Измерение тока, протекающего через транзистор, позволяет измерить частоту колебаний бруска.
В настоящее время ученые работают над тем, чтобы приспособить созданное устройство для измерения квантовых эффектов в макрообъектах.
Источник: по материалам Physics Web.
Короткая ссылка
