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利用一種新型納米材料，研究人員提出了自無線電發(fā)明以來的第一個無電源頻率調(diào)整。這篇由牛津大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員撰寫的論文最近發(fā)表在《Nature Communications》上。
匹配發(fā)射器和接收器的頻率對電信技術(shù)至關(guān)重要。當接收器和發(fā)射器調(diào)到相同的頻率頻道時就會發(fā)生這種情況。在當今時代廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)中，擁有可靠地合成許多頻率并迅速從一個頻率轉(zhuǎn)換到另一個頻率的能力至關(guān)重要，以實現(xiàn)無縫連接。
這項研究的作者想出了一種不同的調(diào)諧諧振器頻率的方法。他們的方法與通常的在納米環(huán)上使用機械應(yīng)力的方法截然不同，就像在吉他調(diào)音中通過弦鈕應(yīng)用的那樣。后者轉(zhuǎn)化為更多的電力消耗，因為需要電壓來維持張力。
在這項研究中，研究人員使用了在預(yù)先計劃的頻率下發(fā)生共振的鈣化玻璃的振動納米環(huán)。這些共振器的頻率是通過切換材料的原子結(jié)構(gòu)來調(diào)整的，這就改變了材料的機械硬度。
納米線最初擁有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，這意味著高剛度。這將產(chǎn)生更高的諧振頻率。通過發(fā)送電脈沖改變晶體結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)變?yōu)榉蔷B(tài)。這意味著較低的剛度，產(chǎn)生較低的共振頻率。使用另一個電脈沖，原子結(jié)構(gòu)可以被切換回原來的晶體狀態(tài)。一旦晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這種狀態(tài)可以在室溫下保持數(shù)年之久。這意味著無電源調(diào)諧。
不僅是無電源的。這也是超級快的。作為博士研究的一部分完成這項研究的Utku Emre Ali解釋說，通過改變這些玻璃中的原子結(jié)合方式，以幾納秒的速度改變楊氏模量(一種硬度的測量)。實際上，這將直接影響納米環(huán)的振動頻率。
領(lǐng)導(dǎo)這項工作的Harish Bhaskaran教授解釋說，這項研究開發(fā)了一個新的框架，使用的功能材料的機械性能可以通過電脈沖改變。
根據(jù)該工程師的估計，這種方法可能比商業(yè)頻率合成器的效率高一百萬倍，速度快10到100倍。這些初步結(jié)果可能意味著未來會有更高的數(shù)據(jù)速率和持久的電池。
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