I cristalli fononici (PnC) sono compositi strutturali artificiali con modulazione periodica dei parametri elastici e sono in grado di regolare la propagazione delle onde sonore. Sono stati realizzati dispositivi con diversi parametri geometrici per regolare la struttura della banda fononica. Tuttavia, come ottenere l'adeguamento sul campo della struttura della banda rimane una sfida.

In uno studio pubblicato su Nano Letters , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Guo Guoping e dal Prof. Song Xiangxiang dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) dell'Accademia cinese delle scienze ha dimostrato sperimentalmente un array periodico nanoelettromeccanico a base di grafene (NEMPA) con il quale i ricercatori hanno realizzato un gran numero di modalità di risonanza quasi continua su un'ampia gamma di frequenze sintonizzabili.

Il grafene è un materiale bidimensionale relativamente elastico con proprietà meccaniche simili a un film sottile. Inoltre, la buona conduttività del grafene consente al campo elettrico applicato di allungare il fiocco di grafene e modificarne la deformazione, cambiando la sua frequenza di vibrazione durante questo processo. Pertanto, il più grande vantaggio del grafene è che la sua frequenza di risonanza può essere sintonizzata elettricamente.

I ricercatori hanno prima inciso la matrice periodica uniforme di nanopillari cilindrici sul substrato, quindi hanno preparato gli elettrodi mediante micro-nano fabbricazione. Infine, hanno trasferito il grafene con uno spessore adeguato alla struttura preparata e hanno realizzato il dispositivo NEMPA bidimensionale a base di grafene.

I ricercatori hanno scoperto che il dispositivo mostrava un gran numero di modalità di risonanza quasi continue in un intervallo di frequenza molto ampio e che la frequenza può essere regolata dalla tensione di rete. La prima prova per applicare il grafene in una matrice bidimensionale per formare PnC produce un effetto di risonanza sintonizzabile ad ampia area, annunciando la possibilità di utilizzare altri materiali per la formazione di PnC.

Questo studio ha fornito una piattaforma promettente per lo studio dei PnC basati su materiali bidimensionali e sulle loro eterostrutture. "Vorremmo esplorare altri fenomeni nei materiali oltre al grafene e progetteremo altre strutture geometriche come diverse disposizioni di array di nanopillari", ha affermato il prof. Song. + Esplora ulteriormente

Nuove abilità del grafene:vibrazioni del reticolo sintonizzabili