牛津大學和賓夕法尼亞大學的研究人員發表在《Nature Communications》雜志上的一篇論文展示了一種使用功能納米線制造的無電源和超快速頻率調諧方法。
想象一下一個樂隊在演出前進行熱場，雙簧管開始以440Hz的頻率演奏一個完美的A音符，而所有其他樂器都會根據該頻率進行調整。電信技術正是基于這種匹配發射機和接收機頻率的概念。實際上，當通信鏈路的兩端調諧到同一頻率信道時，就可以實現這一點。
在當今龐大的通信網絡中，可靠地合成盡可能多的頻率并從一個頻率快速切換到另一個頻率的能力對于無縫連接至關重要。
牛津大學和賓夕法尼亞大學的研究人員制作了一種硫氰酸鹽玻璃（鍺碲化物）的可振動的納米管，可與設定的頻率共振，就像吉他弦一樣。為了調整這些諧振器的頻率，研究人員改變了材料的原子結構，從而改變了材料本身的機械剛度。
這與目前存在的方法都不同，這種方法在納米管上施加機械應力，類似于使用調諧鈕調整吉他。這直接會導致更高的功耗，因為這些調諧鈕不是永久性的，需要電壓來保持張力。
牛津大學的Utku Emre Ali博士作為博士研究工作的一部分完成了該項研究。他表示：“通過改變這些玻璃中原子之間的鍵合方式，我們能夠在幾納秒內改變楊氏模量。楊氏模量是衡量剛度的物理量，它直接影響納米管的振動頻率。”
賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院的Ritesh Agarwal教授在這項研究中首次發現了一種獨特的機制，它改變了2012年時發現的納米新材料的原子結構。
牛津大學材料系的Harish Bhaskaran教授領導了這項研究，他表示：“這項研究創造了一個新的框架，該框架使用功能性材料，其基本機械性能可以通過電脈沖來改變。這是令人興奮的，我們希望它能激發針對此類應用進行優化的新材料的進一步開發。”
研究人員進一步估計，他們的方法可以比商用頻率合成器的工作效率高100萬倍，同時提供10-100倍的調諧速度。雖然提高可循環率和讀出技術對于商業化來說是必要的，但這些初步結果可能意味著未來可實現電池壽命更長、數據傳輸率更高。
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