Piegatura sotto pressione. Le tensioni controllano l'instabilità di un raggio largo 150 nanometri, come mostrato in questo schizzo del dispositivo utilizzato da Hanay e colleghi. La capacità di alterare con precisione la deformazione del raggio potrebbe essere utilizzata nei dispositivi nanoelettromeccanici e nei test fondamentali della termodinamica. Credito:APS/Alan Stonebraker
Un team di ricercatori della Bilkent University e del centro di ricerca sulla nanotecnologia della Sabanci University SUNUM ha sviluppato un modo per controllare l'instabilità in un raggio su nanoscala utilizzando effetti elettrostatici. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive il dispositivo che hanno costruito e i suoi possibili usi.
In termini ingegneristici, l'instabilità è una deformazione che si verifica quando viene applicata una pressione su un oggetto su due o più lati. La deformazione si verifica in genere da qualche parte tra i punti finali. Nelle applicazioni ingegneristiche, instabilità di solito significa che qualcosa ha fallito. Ma ricerche precedenti hanno dimostrato che l'instabilità potrebbe essere utilizzata per creare dispositivi come i sistemi nanoelettromeccanici. In tali sistemi, l'instabilità potrebbe essere utilizzata come mezzo per misurare l'accelerazione o durante la costruzione di relè elettromeccanici. Per costruire tali dispositivi, però, l'instabilità deve essere sia controllabile che ripetibile. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato un dispositivo in grado di fare entrambe le cose.
Il dispositivo costruito dal team consisteva in un raggio di silicio lungo 40 micrometri e largo 150 nanometri, che serviva da materiale di instabilità. La trave era tenuta in posizione da un soffitto e da un pavimento. La pressione è stata applicata al soffitto da un pettine, un tipo di attuatore, che a sua volta esercitava una pressione verso il basso sulla trave. Due strutture a forma di pettine sono state fissate al soffitto:quando è stata applicata la tensione, erano più vicini l'uno all'altro, con conseguente aumento della pressione sul soffitto. I ricercatori hanno anche aggiunto porte elettroniche situate vicino al raggio su entrambi i lati. Poiché la tensione è stata applicata all'attuatore sopra, forze elettrostatiche esercitate pressione a sinistra oa destra. Il risultato è stato un dispositivo in grado di forzare il minuscolo raggio a piegarsi in modo controllato a destra oa sinistra fino al 12% della lunghezza del raggio.
I ricercatori suggeriscono che il loro dispositivo potrebbe essere utilizzato come parte di una pompa meccanica molto piccola, forse in applicazioni mediche. Hanno in programma di continuare il loro lavoro con il dispositivo utilizzandolo per testare il principio di Landauer e, in futuro, hanno in programma di testare il suo possibile utilizzo come mezzo per memorizzare informazioni in dispositivi di memoria a due stati.
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