【关注】本源量子与中国科大研究团队合作新进展
时间:2021-10-16 13:00来源:中国企业报看安徽 作者:张晓梅 吴明 张骅
近日，本源量子与中国科大研究团队合作，参与完成了一项重要科研成果：通过将石墨烯片固定在一个9×9直立的纳米柱阵列上，演示了一个纳米机电周期阵列。
该器件具有准连续的频谱，共振模式分布从~120MHz到~980MHz。此外，这些模式的谐振频率可以通过改变施加在下面的栅极电极上的电压来电调谐。
相关成果以“Graphene-Based Nanoelectromechanical Periodic Array with Tunable Frequency”为题于2021年10月6日在顶级期刊《NANO LETTERS》上发表。（文章作者：Qing-Hang Zhang, Yue Ying, Zhuo-Zhi Zhang, Zi-Jia Su, He Ma, Guo-Quan Qin, Xiang-Xiang Song, and Guo-Ping Guo）
在本研究中，研究人员开发并演示了一种实现基于石墨烯的纳米机电周期阵列(NEMPA)的方法，该方法是将石墨烯薄片转移到带有预先图案的纳米柱的衬底上，纳米柱固定石墨烯薄片，让膜的其他部分悬浮。与之前报道的石墨烯纳米机械谐振器不同，该器件显示了准连续的共振频谱，且谐振模式分布范围极宽(~ 120 MHz至~ 980 MHz)。此外，对栅电极施加电压，这些模式的共振频率可以通过电压进行调节。
器件的实验表征在~20mK温度环境下进行。研究人员使用了一种调频(FM)混合技术来测量石墨烯基的纳米机电周期阵列的机械谐振，直流电压Vg施加于栅极，它静电改变石墨烯中的张力，从而影响器件的谐振频率。
综上所述，研究团队通过将石墨烯薄片固定在预先图案的9×9纳米柱阵列上，实验证明了基于石墨烯的纳米机电周期阵列。利用调频技术对器件的频谱进行了电表征。发现了共振模式准连续分布在一个很大的频率范围内(~120MHz到~980MHz)。通过施加栅极电压，可以电调谐这些广泛分布的机械模式的谐振频率。通过设计纳米柱阵列的排列以及与栅极电压的电调谐，该器件结构为操纵声子能带结构提供了很大的灵活性。该研究结果为基于二维材料及其异质结构的PnC的研究提供了一个很有意义的平台，这将有助于片上声子器件的应用研究。
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