Вибрирующие нанотрубки – будущее электронных датчиков

Исследователи из Делфтского технического университета (TU Delft), Нидерланды, успешно измерили воздействие единичного электрона на вибрирующую углеродную нанотрубку. Результаты были опубликованы 23 июля в онлайн-версии журнала Science в статье под авторством доктора Гэри Стила (Gary Steele).

Ученые из Института нанотехнологий Кавли (Kavli Institute for Nanoscience) в Делфтском техническом университете под руководством профессоров Лео Ковенховена (Leo Kouwenhoven) и Герре ван дер Занта (Herre van der Zant) основывались в своей работе на наблюдении за способной вибрировать \"подвешенной\" углеродной нанотрубкой, для аналогии с которой можно привести струны смычкового инструмента виолы. С помощью особой антенны она подвергалась воздействию переменного электрического поля. В результате \"наноструна\" начинала вибрировать с определенной частотой. Более того, нанотехнологи имели возможность контролировать количество электронов в нанотрубке, и обнаружили, что вместе с изменением их числа частота вибраций также изменялась на небольшую величину. Ученые смогли успешно зафиксировать влияние даже одного электрона.

Весь процесс замеров происходил в среде, охлажденной почти до абсолютного нуля. \"Подвешенные\" нанотрубки вибрируют с очень высокими частотами - около 140 МГц, что позволяет наблюдать некоторые новые квантовые эффекты и предоставляет большое поле для исследований. Кроме того, сотрудникам Института нанотехнологий Кавли удалось впервые \"поймать\" единичный электрон болагодаря новому методу производства ультрачистых нанотрубок.

Проведенные исследования, помимо пополнения теоретической базы, также важны для усовершенствования разработки NEMS (Nano Electro Mechanical Systems - наноэлектромеханические системы). NEMS являются логичным развитием предшествующей технологии - MEMS (Micro Electro Mechanical Systems - микроэлектромеханические системы), ныне составляющей основу многомиллиардной индустрии. Микромеханизмы нашли свое применение во многих областях, например, в акселерометрах подушек безопасности автомобилей. Новая технология является очередным этапом на пути конструирования ультрамалых измерительных инструментов, совершенствования биодатчиков и даже сенсоров игровых консолей.