美國科學家近日報告說,他們研制成了迄今頻率最高的納米振蕩器,這一技術可望在未來通信和量子計算領域得到應用。
波士頓大學的物理學家莫汗蒂等人在最新一期《物理評論通信》上發表論文說,他們開發的納米振蕩器用硅制成,外形猶如一個兩邊都有齒的梳子,其尺寸只有人類頭發的十分之一左右。它的振蕩頻率達到1.49G赫茲,是同類設備中頻率最高的。
研究人員說,這種振蕩器在移動通信、計算機等需要發出G(即10億)赫茲級電磁波的領域有廣泛應用前景。它由500億個硅原子組成,既能呈現出一些量子物理特征,也可以通過常規的設備探測出來。
莫汗蒂等人在論文中介紹,為了讓振蕩器有一個“純凈”的環境,不受各種外來波的干擾,他們在一個銅地板、銅墻壁的密封房間中組裝和測試納米振蕩器。此外,納米振蕩器的工作環境在絕對零度(零下273.15攝氏度)以上0.11攝氏度,需要封裝在專門的冷卻器中。
他們發現,在極低的溫度下,振蕩器出現離散運動,也就是呈現出原子等量子的運動特性。如果把振蕩器看作一個兩邊有齒的梳子的話,它的“齒”會以相同的頻率和中間的“脊”一起振動,“齒”的振幅是千萬億分之一米,大概相當于一個原子的半徑,而“脊”的振幅達到十萬億分之一米,可以通過設備探測出來。
莫汗蒂說,隨著電子元器件的尺寸越做越小,將來會呈現出量子運動特征,這種納米振蕩器將成為科學家研究納米級電子元件的最好范例。