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美國研制出超靈敏的碳納米管力傳感器 (2004-09-30)

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來源: 瀏覽:1557
美國物理學(xué)家以碳納米管(carbon nanotube)制做出第一個(gè)能檢測極微小力(force)的納米機(jī)電共振器(NEMS resonator),此組件是由跨接在兩個(gè)金質(zhì)電極的單根碳納米管所組成。 納米機(jī)電系統(tǒng)有許多應(yīng)用,包括超靈敏的質(zhì)量及力探測器,這類裝置主要包含一個(gè)可因外力移動(dòng)的機(jī)械組件,以及一個(gè)用來記錄位移的高靈敏探測器。碳納米管由于可以抵抗高張力強(qiáng)度,意味著它可以在極高極寬的頻率范圍之中使用,故很適合應(yīng)用在此種量子組件之。此外,碳納米管也可以做為晶體管,因此可以充當(dāng)電子探測器來感測它自身的位移。 康乃爾大學(xué)的Paul McEuen等人將一條碳納米管懸掛在一寬1.2到1.5微米、深500納米的溝渠上,連接金質(zhì)源極和漏極,閘極則位于碳管之下。研究人員藉由調(diào)整閘極偏壓來改變碳管上的張力,這同時(shí)會使碳產(chǎn)生振蕩,測量碳管在閘極電場中來回移動(dòng)所導(dǎo)至的導(dǎo)電性變化,便可以探測到碳管振蕩。 McEuen等人證明,他們可以僅憑改變閘極偏壓,就能在3至200兆赫寬的頻率范圍內(nèi),去調(diào)制及測量納米碳管的共振。該組件在力的靈敏度上可以探測到小至五納米的位移,大約是目前在室溫下測量最佳數(shù)據(jù)的十分之一。
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