Acoplamiento directo de dos sensores de nanoescala muy cercanos
Oscilaciones acopladas
Parecen palillos de dientes, pero mucho, mucho más pequeños: 10.000 veces más cortos y 1.000 veces más delgados. El equipo de investigación en torno a la profesora Eva Weig logró construir nanopilares tan estrechamente entre sí que pueden acoplarse a través del campo de deformación y oscilar de forma sucinta. Esta técnica permite visualizar campos enteros de estos resonadores, que a su vez pueden ser utilizados como sensores o generadores de impulsos con opciones de aplicación en tecnología cuántica. Los experimentos se describen en la revista de acceso abierto Nature Communications.
Campo de deformación de dos resonadores nanopilares para el acoplamiento mecánico de nanopilares.
AG Weig
El acoplamiento entre resonadores nanomecánicos es actualmente un campo de investigación popular, ya que oscilan mejor colectivamente que en solitario en ciertos aspectos. A diferencia de las configuraciones que requieren campos inducidos para conseguir un efecto de acoplamiento, los resonadores nanopilares del grupo Nanomechanics de Constanza producen un acoplamiento mecánico directo. La clave es que los pilares deben estar suficientemente anclados entre sí. Si se pone en movimiento un nanopilar, el suelo circundante se distorsiona. Esta distorsión tiene un cierto alcance y, por consiguiente, el pilar vecino "percibe" esto y también oscila. "El acoplamiento es muy fuerte si los pilares están lo suficientemente cerca", dice Eva Weig.
Ventaja: Posibilidad de grandes campos de columnas
"Nuestro sistema tiene la ventaja de que será fácil establecer grandes campos con muchos pilares", dice la investigadora doctoral y coautora Juliane Doster. Como las amplitudes de oscilación de los pilares son tan grandes que incluso se pueden ver bajo un microscopio, es posible observar directamente lo que sucede en un campo de pilares de este tipo. El grupo de Nanomecánica utilizó el semiconductor arseniuro de galio para sus nanopilares, pero en realidad todos los semiconductores serían adecuados. "Simplemente hay que saber cómo grabar los pilares del material", dice Juliane Doster.
Perspectiva: Campos de pilares acoplados
También se pueden incluir funciones adicionales en los campos de resonancia. "Aunque nuestros pilares aún no se han funcionalizado, nuestros resultados podrían conducir a la realización de redes enteras de estos nanopilares funcionalizados en el futuro", dice Eva Weig. Varias fuentes monofotónicas pueden sincronizarse de esta manera, por ejemplo, para aplicaciones en el procesamiento de información cuántica. Otra posible aplicación ni siquiera requeriría la funcionalización: Los campos de pilares acoplados pueden utilizarse para transportar señales acústicas sin pérdidas en algún tipo de "calle de un solo sentido para ondas sonoras".
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