科學家利用納米材料首次實現無電源頻率調整

匹配發射器和接收器的頻率對電信技術至關重要。當接收器和發射器調到相同的頻率頻道時就會發生這種情況。在當今時代廣泛的通信網絡中，擁有可靠地合成許多頻率并迅速從一個頻率轉換到另一個頻率的能力至關重要，以實現無縫連接。

這項研究的作者想出了一種不同的調諧諧振器頻率的方法。他們的方法與通常的在納米環上使用機械應力的方法截然不同，就像在吉他調音中通過弦鈕應用的那樣。后者轉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先計劃的頻率下發生共振的鈣化玻璃的振動納米環。這些共振器的頻率是通過切換材料的原子結構來調整的，這就改變了材料的機械硬度。

納米線最初擁有結晶結構，這意味著高剛度。這將產生更高的諧振頻率。通過發送電脈沖改變晶體結構，使其結構變為非晶態。這意味著較低的剛度，產生較低的共振頻率。使用另一個電脈沖，原子結構可以被切換回原來的晶體狀態。一旦晶體結構發生變化，這種狀態可以在室溫下保持數年之久。這意味著無電源調諧。

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的振動頻率。

領導這項工作的Harish Bhaskaran教授解釋說，這項研究開發了一個新的框架，使用的功能材料的機械性能可以通過電脈沖改變。

根據該工程師的估計，這種方法可能比商業頻率合成器的效率高一百萬倍，速度快10到100倍。這些初步結果可能意味著未來會有更高的數據速率和持久的電池。