Создан наносенсор, позволяющий «видеть» атомы без громоздких лазеров

✦ ИИ  Этот пост, предположительно, был создан при помощи искусственного интеллекта
Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Ключевая проблема квантовых сенсоров — их зависимость от громоздкой и капризной оптики — получила элегантное инженерное решение. Исследователи из TU Wien создали полностью электромеханическую систему (NEMS) на основе вакуумного конденсатора с рекордным зазором в 32 нанометра, что открывает путь к массовому производству компактных атомно-силовых микроскопов.

Макроснимок нового наноустройства
Макроснимок нового наноустройства
Автор: (c) TU Wien Источник: www.tuwien.at

Вместо того чтобы считывать колебания зонда лазером, австрийские инженеры использовали принцип прямого параметрического сопряжения. В основе их устройства лежит сверхминиатюрный вакуумный конденсатор, где одна из алюминиевых пластин является подвижной мембраной. Любое ее смещение, вызванное атомными силами, изменяет емкость, что мгновенно регистрируется как изменение резонансной частоты всего электрического контура. Сила этой связи напрямую зависит от зазора между пластинами, и его уменьшение до рекордных 32 нм позволило достичь беспрецедентной чувствительности.

Технологическим прорывом стала не только миниатюризация, но и производственный процесс. Вся структура изготавливается на стандартных кремниевых подложках, что обеспечивает полную совместимость с существующей технологией CMOS. Это кардинально снижает потенциальную стоимость и открывает возможность для крупносерийного производства, в отличие от штучных лабораторных образцов. Интеграция пьезоэлектрического привода из нитрида алюминия (AlN) обеспечивает точное управление колебаниями мембраны без внешнего воздействия.

 Схематическое изображение ключевых этапов изготовления NEMS-сенсора. Процесс включает последовательное напыление слоев алюминия (электроды), кремния (жертвенный слой) и нитрида алюминия (пьезоэлектрический привод).
Схематическое изображение ключевых этапов изготовления NEMS-сенсора. Процесс включает последовательное напыление слоев алюминия (электроды), кремния (жертвенный слой) и нитрида алюминия (пьезоэлектрический привод).
Автор: Ioan Ignat et al. Источник: advanced.onlinelibrary.wiley.com

Главное преимущество разработанной NEMS-платформы — ее практичность. Она не только полностью исключает необходимость в сложных оптических системах, но и эффективно работает при комнатной температуре. Это устраняет одно из главных препятствий для широкого внедрения квантовых технологий — требование криогенного охлаждения до температур, близких к абсолютному нулю.

Представленная работа является не просто демонстрацией рекордно малого компонента, а созданием универсальной платформы для нового поколения квантовых датчиков. Эта технология способна произвести революцию в атомно-силовой микроскопии, сделав ее более доступной и компактной, а также стать основой для высокопроизводительных сенсоров в медицине, материаловедении и фундаментальной науке.

Источник: Advanced Materials Technologies

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Наука и космос, флора и фауна. Для связи: kifloblog@yandex.ru

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

6 нейросетей и сервисов для работы с текстом в 2026 году: где переписать, проверить и улучшить текст без чат-ботов

Эту подборку я собрала, потому что мне надоели статьи, в которых описываются одни и те же чат-боты. Тут будем говорить не про них, а про реальные сервисы для обработки готового текста...

Два пропущенных мяча за минуту. Помазун усложнил ситуацию с вратарями «Спартака»

«Спартак» обыграл «Родину» со счетом 4:2 в Кубке России, но Илье Помазуну вряд ли удастся забыть эту встречу сразу после финального свистка. В конце первого тайма голкипер пропустил два мяча...

Новый Tesla Roadster научили ездить по потолку: как турбины под днищем утроили силу прижима без набора скорости

В автомобильной технике существует физическая граница разгона, в которую упираются все конструкторы. Это предел сцепления шин с поверхностью дороги.Какую бы мощность ни развивали электрические...

Самая неприступная крепость Индии: почему Муруд-Джанджира так и не смогли покорить

Когда речь заходит о неприступных фортификациях, сразу стоит задать вопрос: ее не покоряли, потому что никто и не пытался (стоит форт никому не нужный, вот его и не трогают, но это сомнительное...

Почему аккумулятор садится именно в первый мороз и как проверить его за 5 минут, пока машина ещё заводится

Аккумулятор садится не зимой, а гораздо раньше, мороз лишь показывает это. Три цифры на мультиметре, пять минут и стоимость ошибки в рублях.