美國科學(xué)家近日報告說(shuō),他們研制成了迄今頻率最高的納米振蕩器,這一技術(shù)可望在未來(lái)通信和量子計算領(lǐng)域得到應用。
波士頓大學(xué)的物理學(xué)家莫汗蒂等人在最新一期《物理評論通信》上發(fā)表論文說(shuō),他們開(kāi)發(fā)的納米振蕩器用硅制成,外形猶如一個(gè)兩邊都有齒的梳子,其尺寸只有人類(lèi)頭發(fā)的十分之一左右。它的振蕩頻率達到1.49G赫茲,是同類(lèi)設備中頻率最高的。
研究人員說(shuō),這種振蕩器在移動(dòng)通信、計算機等需要發(fā)出G(即10億)赫茲級電磁波的領(lǐng)域有廣泛應用前景。它由500億個(gè)硅原子組成,既能呈現出一些量子物理特征,也可以通過(guò)常規的設備探測出來(lái)。
莫汗蒂等人在論文中介紹,為了讓振蕩器有一個(gè)“純凈”的環(huán)境,不受各種外來(lái)波的干擾,他們在一個(gè)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(huán)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(zhuān)門(mén)的冷卻器中。
他們發(fā)現,在極低的溫度下,振蕩器出現離散運動(dòng),也就是呈現出原子等量子的運動(dòng)特性。如果把振蕩器看作一個(gè)兩邊有齒的梳子的話(huà),它的“齒”會(huì )以相同的頻率和中間的“脊”一起振動(dòng),“齒”的振幅是千萬(wàn)億分之一米,大概相當于一個(gè)原子的半徑,而“脊”的振幅達到十萬(wàn)億分之一米,可以通過(guò)設備探測出來(lái)。
莫汗蒂說(shuō),隨著(zhù)電子元器件的尺寸越做越小,將來(lái)會(huì )呈現出量子運動(dòng)特征,這種納米振蕩器將成為科學(xué)家研究納米級電子元件的最好范例。