近日，研究人員表明實(shí)現(xiàn)了電子化操縱納米厚度的鼓振動的能力。這些鼓每秒振動高達(dá)100萬次 ——不能由人耳聽到，但可以用小的電路來感測，這可以用來制造新型質(zhì)量傳感器。

印度的塔塔基礎(chǔ)科學(xué)研究院的研究人員，已經(jīng)證明其擁有了可以操縱納米級厚度的鼓振動的能力——實(shí)現(xiàn)了世界上最小和最多才多藝的鼓。這項(xiàng)工作在提高小質(zhì)量型探測器的靈敏度影響頗大——檢測類病毒的小分子的質(zhì)量非常重要。這也開啟了探索基礎(chǔ)物理學(xué)令人興奮的新的方面大門。
這項(xiàng)工作，利用石墨烯實(shí)現(xiàn)了一個原子厚材料的奇跡，制造具有高度可調(diào)機(jī)械頻率和不同模式之間的耦合鼓。模式之間的耦合被證明是可控的，從而導(dǎo)致建立新的、混合模式，并進(jìn)一步允許振動的擴(kuò)增。該實(shí)驗(yàn)包括研究機(jī)械振動模式，還是“單音”，類似于音樂鼓。小尺寸的鼓輪（直徑0.003毫米， 比人類頭發(fā)的直徑小30倍）引起了在100兆赫茲的范圍內(nèi)高振動頻率——這意味著此鼓在一秒鐘可以振動100萬次。

由曼德爾·德希穆克教授領(lǐng)導(dǎo)的納米電子集團(tuán)的博士研究生約翰·馬修為主要作者完成的此次工作，表明這些鼓的音符可以通過利用電的力量彎曲，或應(yīng)變。鼓的彎曲還導(dǎo)致了鼓彼此交互的不同模式。同時導(dǎo)致了兩個音符之間的能源晃動?！拔覀儸F(xiàn)在表明，使用這種互動，能量可以在不同模式之間轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致在鼓上形成新的‘音符’模式，”德希穆克教授說。能量轉(zhuǎn)移的速率可以通過調(diào)節(jié)耦合電信號被精確地控制。此外這項(xiàng)工作，利用了機(jī)械方式耦合的操縱損失到環(huán)境中的能量，并展示了振動運(yùn)動的擴(kuò)增，相當(dāng)于從鼓中的聲音的增加。

在低溫下，較高的機(jī)械頻率將允許音符之間的量子力學(xué)性質(zhì)的能量傳遞的研究。鼓的各個音符之間的耦合也可以被工程化機(jī)械邏輯電路的工作，并導(dǎo)致在量子信息處理的改進(jìn)。擴(kuò)增機(jī)械運(yùn)動的能力也將有助于提高基于納米鼓傳感器的靈敏度。該項(xiàng)研究獲得了印度政府原子能部和科學(xué)技術(shù)部的資助。