Elektromekanik fungerar även i nanoformat
Vad kan man egentligen få ett kolnanorör att göra? Den frågan sysselsätter många forskare. Fysiker vid Göteborgs universitet kan nu visa att elektromekaniken fungerar även i nanoformat. Därmed kombineras kolnanorörets enastående egenskaper med klassisk fysik – vilket kan komma till användning i framtidens kvantdatorer.
– Vi har utgått från färdiga kolnanotuber för att se vad man kan göra med dem genom att stimulera dem att uppföra sig kvantmekaniskt. Utifrån det har vi både studerat mekanismen och räknat på den. Resultatet ger oss forskare en helt ny plattform att stå på, säger Gustav Sonne vid institutionen för fysik vid Göteborgs universitet.
Varje dag använder vi oss av ett antal olika mikroelektromekaniska komponenter för olika typer av detektering, det vill säga att upptäcka förekomsten av en viss process eller substans som inte går att se utan hjälpmedel. Det kan till exempel handla om att registrera snabba accelerationer som ska utlösa en airbag i en bil i händelse av en krock. Gemensamt för dessa komponenter är att de kombinerar mekaniska och elektroniska egenskaper för att reagera på extern påverkan.
I sin forskning har Gustav Sonne tagit ett rejält steg ner i storlek – från mikroformat till nanoformat – och studerat den mindre kusinen av dessa komponenter: nanoelektromekaniska system. Studierna har utgått från små nanorör som hängts upp mellan två elektriska kontakter. Därefter har han beräknat hur små vibrationer i de upphängda rören kan kopplas till en ström som leds genom dem.
– Vad vi framför allt har fokuserat vår forskning på är huruvida dessa system, som består av en ytterst liten och lätt mekanisk oscillator (det upphängda nanoröret), kan beskrivas kvantmekaniskt och vilka effekter det får på de mätningar man kan göra på dem. Nu kan vi visa på ett antal nya mekanismer av elektromekanisk koppling som skulle kunna detekteras experimentellt. Detta skulle i sin tur kunna leda till väldigt exotiska fysikaliska fenomen i dessa strukturer, vilket är av intresse för framtida forskning om bland annat kvantdatorer.
Intresset för kolnanorör grundas på deras enastående egenskaper; det är ett av de starkaste material man känner till, det väger nästan ingenting och har extremt god ledningsförmåga för både elektrisk ström och värme. Med kolnanorör kan man tillverka kompositmaterial som är tiotals gånger starkare än dagens material.
Avhandlingen Mesoscopic phenomena in the electromechanics of suspended nanowires försvarades vid en disputation på institutionen för fysik. Handledare: Docent Leonid Gorelik
Länk till avhandlingen: http://gupea.ub.gu.se/handle/2077/24289
Kontaktinformation
KONTAKT: Gustav Sonne, institutionen för fysik vid Göteborgs universitet 0703-143094 gustav.sonne@physics.gu.se
