Американские ученые создали миниатюрное записывающее устройство, которое примерно в 10 триллионов раз меньше по размерам, чем ухо человека, но при этом не уступает ему в чувствительности. Как передает РИА Новости, «рецепт» его сборки был опубликован в журнале Science Advances.
«Наши нано-перепонки не только обладают очень высокой чувствительностью для своих размеров и массы, но и потребляют очень мало энергии и почти не "шумят". В конечном итоге, они позволят нам создать устройства, которые одинаково хорошо работают и с чистыми и мощными сигналами, и при высоком уровне шумов», – заявил Филип Фенг (Philip Feng) из университета Кейс Вестерн Резерв в Кливленде (США).
Практически все современные цифровые гаджеты имеют в своем составе миниатюрные микрофоны, акселерометры и датчики давления, чьи размеры в десятки раз меньше, чем у барабанных перепонок человека и других живых существ. Подобные устройства, построенные на базе так называемых микроэлектромеханических систем (MEMS), достаточно хорошо воспринимают звук, но отличаются низкой точностью работы и чувствительностью.
Это мешает их дальнейшей миниатюризации и препятствует их использованию в системах связи и в других устройствах, где необходима высокая чувствительность и стабильность работы. Фенг и его коллеги сделали первый шаг для решения всех этих проблем, превратив пленку из дисульфида молибдена, перспективного полупроводника, в самый небольшой и «плоский» микрофон мира.
Как обнаружили авторы статьи, «бутерброд» из подобной пленки и особой кремниевой подложки, покрытой микроскопическими лунками размером в несколько сотен нанометров, похожие по форме на барабаны. Если их подсветить при помощи лазера или пропустить ток через них, то полупроводниковая пленка начнет колебаться с большой частотой, очень чутко реагируя на внешние вибрации, в том числе и звук.
Эти изменения, в свою очередь, можно считать, подсвечивая лунку другим лазером или прикрепив электроды к дисульфиду молибдена. Как показали замеры Фенга и его коллег, подобная электронная «барабанная перепонка» не уступает в чувствительности человеческому уху, несмотря на то, что ее площадь составляет всего 8 квадратных нанометров.
Помимо микрофонов, подобные пленки и «барабаны» можно применять и для других целей – создания сверхчувствительных датчиков массы и давления, способные работать практически "вечно" благодаря сверхнизкому энергопотреблению.
В среднем, микрофон, созданный командой Фенга, потреблял всего несколько пиковатт (10 в минус 12 степени ватт) энергии, что на порядки меньше, чем типичные аппетиты самых миниатюрных и простых записывающих устройств на базе MEMS.
13:46
13:37
12:22
11:14
15:35
12:09
16:39
16:28
14:35
13:24
13:06
12:33
11:53
11:28
11:08
13:25
13:21
12:52
12:38
12:09
09:27
19:06
18:03
16:46
16:29
15:14
14:23
14:13
11:38
11:16
09:02
15:06
14:38
14:19
13:37
13:15
15:36
13:44
13:18
13:02
11:42
10:23
10:08
10:00
11:09
10:43
10:19
16:49
14:53
13:52
| Вс | Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | ||
16:17
10:00
12:58
15:39
09:49
13:25
14:04
12:51
15:28
12:39
13:24
13:02
12:39
15:08
11:15
14:33
12:26
11:23
13:25
15:19
14:27
15:16
12:13
15:14
14:44
13:25
11:06
13:12
11:13
14:15
11:26
09:35
11:41
10:37
10:55
12:28
12:13
12:51
11:35
10:45
16:51
10:21
14:27
12:37
11:23
13:03
10:47
13:03
13:15
14:58
