美国研制出超灵敏的碳纳米管力传感器 (2004-09-30)
发布时间:2007-12-04
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美国物理学家以碳纳米管(carbon nanotube)制做出第一个能检测极微小力(force)的纳米机电共振器(NEMS resonator),此组件是由跨接在两个金质电极的单根碳纳米管所组成。 纳米机电系统有许多应用,包括超灵敏的质量及力探测器,这类装置主要包含一个可因外力移动的机械组件,以及一个用来记录位移的高灵敏探测器。碳纳米管由于可以抵抗高张力强度,意味着它可以在极高极宽的频率范围之中使用,故很适合应用在此种量子组件之。此外,碳纳米管也可以做为晶体管,因此可以充当电子探测器来感测它自身的位移。 康乃尔大学的Paul McEuen等人将一条碳纳米管悬挂在一宽1.2到1.5微米、深500纳米的沟渠上,连接金质源极和漏极,闸极则位于碳管之下。研究人员藉由调整闸极偏压来改变碳管上的张力,这同时会使碳产生振荡,测量碳管在闸极电场中来回移动所导至的导电性变化,便可以探测到碳管振荡。 McEuen等人证明,他们可以仅凭改变闸极偏压,就能在3至200兆赫宽的频率范围内,去调制及测量纳米碳管的共振。该组件在力的灵敏度上可以探测到小至五纳米的位移,大约是目前在室温下测量最佳数据的十分之一。