Onderzoekers van de TU Delft en Brown University hebben snaarachtige resonatoren ontworpen die langer kunnen trillen bij kamertemperatuur dan elk ander tot nu toe bekend object in vaste toestand – ze benaderen wat momenteel alleen haalbaar is bij temperaturen rond het absolute nulpunt. Hun studie, gepubliceerd in Nature Communications, verlegt de grenzen van nanotechnologie en machine learning om ’s werelds meest gevoelige mechanische sensoren te maken.
De nieuw ontwikkelde nanosnaren hebben de hoogste mechanische kwaliteitsfactoren die ooit zijn gemeten voor een vastgeklemd object bij kamertemperatuur. De snaren zitten vastgeklemd op een microchip, wat de technologie interessant maakt voor integratie met bestaande microchipplatforms. Deze innovatie is cruciaal voor het bestuderen van macroscopische kwantumverschijnselen bij kamertemperatuur – omgevingen waar zulke verschijnselen voorheen werden gemaskeerd door ruis.
“Ons maakproces slaat een andere richting in dan wat er vandaag de dag mogelijk is in de nanotechnologie”, vertelt Andrea Cupertino, die de leiding had over de experimentele inspanningen. De snaren zijn 3 centimeter lang en 70 nanometer dik. Opgeschaald zou dit gelijk staan aan het maken van gitaarsnaren van glas met een lengte van een halve kilometer die bijna niet doorhangen. “Dit soort extreme structuren zijn alleen haalbaar op nanoschaal, waar de effecten van zwaartekracht en gewicht een andere rol spelen. Dit maakt structuren mogelijk die onhaalbaar zouden zijn op normale schaal, maar die bijzonder nuttig zijn in miniatuurapparaten die worden gebruikt om een grootheid te meten, zoals druk, temperatuur, versnelling en magnetische velden, wat we MEMS-detectie noemen”, legt Cupertino uit.
Lees het hele verhaal op de site van de TU Delft.
