美國研製出超靈敏的碳納米(mǐ)管力傳(chuán)感器 (2004-09-30)
發布時間:2007-12-04
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美國物(wù)理學家以碳納米管(carbon nanotube)製做(zuò)出第一個能檢測極微小力(force)的納米機電(diàn)共振器(NEMS resonator),此組件是由跨接(jiē)在兩個金質電極的單根碳納米(mǐ)管所組(zǔ)成(chéng)。
納米機電係統有許多應用,包括超靈敏的質量及力探測器,這類(lèi)裝置主要包含一個可因外力移(yí)動的機械(xiè)組(zǔ)件,以及一個用來記(jì)錄位移的高靈敏探測器。碳納米管由於可(kě)以抵抗高張力強度,意味著它可以在(zài)極高極寬的頻率(lǜ)範圍之中使用(yòng),故很適合應用在此種量子組件之。此外(wài),碳納米管也(yě)可以做為晶體管,因此可以充當(dāng)電子探測器來感測它自身的(de)位移。
康乃爾大學的Paul McEuen等人將一條碳納米管懸掛在(zài)一寬(kuān)1.2到1.5微米、深500納米的溝渠上,連接金質源極和漏極,閘極則(zé)位於碳管之下。研究人員(yuán)藉由調整閘極偏壓(yā)來改變碳管上的張力,這同時會使碳產生(shēng)振蕩,測量碳管在閘極電場中(zhōng)來回移動所導至的(de)導電(diàn)性變(biàn)化,便(biàn)可以探測到碳管振蕩。
McEuen等人證明,他們可以僅憑改變閘極偏壓,就能(néng)在3至200兆赫寬的頻(pín)率範圍(wéi)內,去調製及(jí)測量納米碳管的共振。該組件在力的靈敏度上可(kě)以探測到小至五納米的位移,大約是目前在室溫下測量最佳數據的十分之一。