Logo
Cover

Команда ученых из США и Великобритании открыла сверхбыстрый и не требующих энергетических затрат способ перестройки частот при помощи нанонитей. Эффективность такого ЧМ-тюнера возрастает в миллион раз, а скорость настройки частот — в 10-100 раз.

Представьте себе симфонический оркестр, который готовится к выступлению. Гобой начинает играть ноту ля на частоте 440 Гц, все остальные инструменты настраиваются по ней. Телекоммуникационные технологии работают на основе той же концепции совпадения частот передатчика и приемника. На практике это достигается путем настройки обоих концов линии связи на один частотный канал. Современным коммуникационным сетям колоссального размера необходима способность безошибочно создавать максимально возможное количество частот и быстро переключаться с одной на другую.

Специалисты из Оксфордского университета и Университета штата Пенсильвания разработали вибрирующие наноструны из халькогенидного стекла (теллурида германия), которые резонируют на заданных частотах, как струны музыкальных инструментов. Для настройки частот этих резонаторов ученые подкорректировали атомную структуру материала, что привело к изменению механической жесткости.

Такой подход отличается от привычного метода механического воздействия на наноструны, который требует значительных расходов энергии, пишет Science Daily.

«Изменив атомные связи в стекле, мы смогли изменить модуль Юнга за несколько наносекунд. Модуль Юнга изменяет жесткость и напрямую воздействует на частоту, при которой вибрируют наноструны», — сказал Утку Эмре Али, один из исследователей.

По оценкам изобретателей, их подход позволяет ЧМ-тюнеру работать в миллион раз эффективнее, чем коммерческие синтезаторы частот, обеспечивая при этом прирост скорости настройки в 10–100 раз. На практике это означает, что данные можно будет передавать быстрее, а батареи будут работать дольше.

В 2019 британские ученые изготовили наноструну из углеродной нанотрубки диаметром около 3 нм, то есть примерно в 100 тысяч раз тоньше обычной гитарной струны. При подходящих условиях провод вибрировал сам — наноструна играла собственный аккорд.