Nanomekanisk stråle i dubbelbrunnspotential. (a) Schematisk representation av den nanomekaniska strålen inbäddad i en fotonisk racerbana hålighet. (b) Svepelektronmikrofotografier av den nanomekaniska strålen i dess uppspända (vänster) och nedböjda (höger) tillstånd. (c) Optiska transmissionsspektra för den fotoniska kretsen uppmätt vid låg ineffekt när den nanomekaniska strålen är i tillstånden uppböjd (blå kurva) och nedböjd (röd kurva). (d) Optiskt transmissionsspektrum för kapplöpningsbanan mätt vid hög ineffekt. Blått spår:DC transmission; rött spår:AC-svängningsamplitud. (e) Termomekaniska bullerspektra uppmätt i tillståndet buckled-up (blå kurva) och buckled down (röd kurva). De heldragna linjerna är harmoniska oscillatorsvar som är anpassade till data (symboler). Bildkredit:arxiv, http://arxiv.org/abs/1109.4681
(PhysOrg.com) - Forskningsingenjörer vid Yale University har lyckats bygga en mekanisk minnesbrytare som styrs och sedan läses av lasrar. I sitt papper publicerat i Naturens nanoteknik , laget, ledd av professor Hong X. Tang, beskriv hur de kunde använda en laser för att excitera en liten sträng av fast kisel så att dess böjningsegenskaper som håller sig stabila efter att lasern stängts av kan användas som en minnesenhet.
För att skapa den nya minnesbrytaren, laget började med en vanlig kisel-på-isolerande skiva som de formade till en oval vågledare för att fungera som en optisk hålighet. De rakade sedan bort en del av wafern under vågledaren för att skapa en sorts liten bro gjord av kisel över håligheten. Men på grund av trycket från båda ändarna som introducerades av processen som applicerade kislet på wafern ursprungligen, bron eller materialremsa böjd uppåt något, som en tandpetare lätt klämd mellan fingrarna. De avfyrade sedan en laser i hålrummet under vågledaren som fick kiselremsan att svänga - buktande ner, backa sedan upp, och så vidare så länge lasern applicerades. När lasern stängdes av, kiselremsan blev strandad i antingen uppspänt eller nedspänt tillstånd, essensen av en switch (1 för upp 0 för ner).
Tyvärr, vid denna tidpunkt, upp- eller nertillståndet kunde inte förutsägas exakt, Således, det skulle inte vara användbart för mycket av någonting. För att få omkopplaren att stanna i ett förutbestämt upp- eller nedtillstånd, forskarna applicerade en laser med en lägre frekvens som dämpade effekterna av svängningarna till den punkt där dess stopppunkt kunde kontrolleras genom att modifiera den applicerade frekvensen.
Avläsningen av upp- eller nedbucklad tillstånd görs genom att lysa en lågenergilaser (tillräckligt låg så att den inte kommer att få remsan att ändra position) in i kaviteten och mäta dess brytningsindex.
Slutresultatet är en strömbrytare som kan styras i rumstemperatur och som håller sitt läge utan att behöva någon el alls. Den enda verkliga nackdelen med det hittills, är att det tar mycket mer energi att få omkopplaren att röra sig än vad konventionella icke-mekaniska minnesomkopplare gör, vilket skulle göra en enhet som använder den mycket dyrare att köra. Fortfarande, Tang föreslår att switchen kan användas i enheter som inte behöver byta särskilt ofta, som en optisk router, eller där elektromagnetiska störningar orsakar problem för enheter med konventionellt minne.
Det verkar också tänkbart att en sådan switch en dag skulle kunna bli mer kommersiellt gångbar om man kunde hitta ett sätt att minska kraften som behövs för att skapa svängningarna, vilket kan betyda datorer, telefoner, etc. som kunde hålla kvar i deras minne i det oändliga utan behov av batterier eller ström.
© 2011 PhysOrg.com
