ساخت تشدیدگرهای نانولوله‌ای با فرکانس بی‌سابقه گیگا هرتزی

فیزیکدانان آمریکایی یک سیستم تشدیدگر نانوالکترومکانیکی(NEMS) ساخته‌اند که می تواند تشدید مکانیکی خودآشکارسازی را با فرکانس بیش از GHZ3/1 ایجاد نماید. این ابزار با ساختار نانولوله کربنی خود می تواند در دمای اتاق و فشار اتمسفر کار کند .

فیزیکدانان آمریکایی یک سیستم تشدیدگر نانوالکترومکانیکی(NEMS) ساخته‌اند که می تواند تشدید مکانیکی خودآشکارسازی را با فرکانس بیش از۳/۱GHZ ایجاد نماید. این ابزار با ساختار نانولوله کربنی خود می تواند در دمای اتاق و فشار اتمسفر کار کند .
در مجموع تمام این موارد از جمله ویژگی‌های دور از انتظار و دست نیافتنی تلقی می‌شد که تشدیدگر NEMS آن را عملی ساخته‌است. در تشدیدگر های نانولوله‌ای قبلی حداکثر فرکانس ایجاد شده در محدوده MHZ200 بود ضمن آنکه در فشار اتمسفر هم کار نمی کردند.
Alex Zettl و همکارانش از دانشگاه برکلی کالیفرنیا و آزمایشگاه ملی لورنس برکلی که این NEMS را ساخته‌اند همچنین نشان دادند که از این ابزار می توان به صورت آشکارسازهای جرمی بسیار حساس با قدرت تفکیک آتوگرم ( ۱۸- ۱۰ گرم) استفاده نمود. اندازه گیری جرم در این مقیاس برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ توسط Harold Craighead و همکارانش در دانشگاه کرنل انجام شد .آنها برای مشاهده تغییرات فرکانس تشدید لرزانک NEMS از روش‌های لیزری استفاده نمودند . اگرچه محققان برکلی به قدرت تفکیک بهتری دست نیافته‌اند اما در سیستمی که ابداع کرده‌اند از روش خود تشخیصی الکتریکی استفاده شده و دیگر نیازی به کاربرد پرتو لیزر نمی‌با شد. به این ترتیب ساخت این تشدیدگر گام مهمی در توسعه حسگرهای شیمیایی و زیستی بسیار حساس به شمار می آید.
به نظر این محققان از آنجا که نانولوله‌های کربنی قابلیت خود سامانی درون ساختارهای بسیار کوچک تا حد مولکولی را دارند، دانشمندان بسیار امیدوارند که بتوان از آنها جهت توسعه آشکارسازهای جرمی بسیار حساس استفاده نمود. به عقیده آنها حتی ایجاد تحول خارق العاده دیگری بکمک این نانولوله‌های کربنی و دستیابی به حساسیت آشکارسازی جرمی تا حد
(۲۱-۱۰) دور از انتظار نیست .
این تشدیدگر از نانولوله‌های کربنی تشکیل شده که بین دو الکترود منبع و جریان روی ماده پایه سیلیسیومی محصور شده است . بخش میانی این نانولوله به گونه‌ای است که می تواند آزادانه روی شیاری که الکترود گیت داخل آن قرار دارد ، ارتعاش نماید. فاصله بین الکترودهای منبع و جریان ۱۰۰۰-۳۰۰ نانومتر و فاصله بین نانولوله و الکترود گیت ۵۰۰-۲۰۰ نانومتر می‌باشد.
این تشدیدگر با اعمال یک سیگنال RF به الکترود گیت فعال می‌شود. یک سیگنال حامل هم ( که کمی متفاوت از فرکانس سیگنال فعال کننده است ) یه الکترود جریان اعمال می‌شود و مشاهده الکترود منبع هم توسط یک تقویت کننده ثابت مشاهده می‌شود. دانشمندان این نانولوله‌های کربنی را در هر دو حالت ساده و روکش دار ( با فلزاتی مانند ایندیوم ) مورد آزمایش قرار دادند. آنها همچنین توانستند کمیت و تحرک پذیری بار اضافی روی این نانولوله‌ها را با دو روش متفاوت برا ی اندازه گیری خواص تشدیدی این NEMS تعیین نمایند.
نتایج این کار در مجله Physical.Rev.Lett 97 به چاپ رسیده است.