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
| Новость | Наука и космос

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
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).
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
О разном интересном.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Cartrvision 1972 года: первые видеодвойки в истории и видеокассеты, которые нельзя было перемотать

Задолго до массовых видеодвоек 90-х появился Cartrivision — первый телевизор со встроенным видеомагнитофоном. Также эта система запомнилась прокатными кассетами, которые нельзя было перемотать дома.

Новый флагман Sony и ранний Xiaomi 17T Pro: десять смартфонов мая 2026 года

Весна 2026 года подошла к концу. К началу лета курс рубля заметно укрепился, а кризис на рынке оперативной памяти, похоже, начал отступать. Впрочем, компании уже успели закупиться...

Ученые считают, что раскрыли механизм, позволяющий мозгу самостоятельно восстанавливать утраченное зрение

Черепно-мозговые травмы часто приводят к повреждению проводящих путей головного мозга — аксонов. Аксоны представляют собой длинные отростки нервных клеток, по которым передаются...

А что если 70% Вселенной не существует? Математики доказали, что Вселенной не нужна темная энергия для ускорения

Наблюдения показывают, что Вселенная расширяется с ускорением, но в рамках классической гравитации это невозможно: взаимное притяжение материи должно замедлять этот процесс. Чтобы разрешить это...

Золотая Нива 2026: обзор главной агровыставки года и экстремального трактор-шоу

Четыре дня в двух часах от Краснодара развернулась масштабная выставка сельскохозяйственного сектора, которая проходит уже не в первый год. Я даже на днях писал новость, чтобы те, кто находится...