仿生蜘蛛網(wǎng)打造新型室溫微芯片傳感器
受自然界蜘蛛網(wǎng)啟發(fā),荷蘭代爾夫特理工大學(xué)研究人員將納米技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合,成功設(shè)計(jì)出一種可在室溫下工作的、極為精確的微芯片傳感器——“蛛網(wǎng)納米機(jī)械諧振器”。該設(shè)備屬于迄今世界上最精確的傳感器之一,能在與日常噪聲極端隔離的情況下振動(dòng),表現(xiàn)出超過(guò)10億的機(jī)械品質(zhì)因數(shù),是量子技術(shù)和傳感技術(shù)結(jié)合的典范。 這一突破性成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上,對(duì)引力和暗物質(zhì)研究以及量子互聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航和傳感領(lǐng)域都有重大意義。 當(dāng)溫度在絕對(duì)零度(約-273.15℃)以上時(shí),由于電荷載流子的熱運(yùn)動(dòng),所有電阻都具有噪聲,這種噪聲稱為熱噪聲。而研究微小物體振動(dòng)(如傳感器或量子硬件中使用的振動(dòng)物體)的最大挑戰(zhàn)之一是,如何防止環(huán)境熱噪聲與其脆弱狀態(tài)相互作用。例如,量子硬件通常保持在接近絕對(duì)零度的溫度下,但使用這種設(shè)備的冰箱每臺(tái)價(jià)格高達(dá)50萬(wàn)歐元。 |