近日，東南大學(xué)MEMS教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃慶安教授、董蕾副教授課題組在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了題為“Inductor-capacitor passive wireless sensors using nonlinear parity-time symmetric configurations（基于非線性宇稱-時(shí)間對(duì)稱的電感電容無(wú)源無(wú)線傳感器）”的研究論文，該論文是團(tuán)隊(duì)將宇稱-時(shí)間對(duì)稱性原理用于無(wú)線傳感器研制的最新成果。
近年來(lái)，源于量子力學(xué)的宇稱-時(shí)間（PT）對(duì)稱性概念被應(yīng)用于光學(xué)、聲學(xué)以及電子學(xué)等領(lǐng)域。本論文首次提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了二階耦合的非線性宇稱-時(shí)間（PT）對(duì)稱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)頻率與微擾強(qiáng)度的立方根關(guān)系。系統(tǒng)將在受到微擾后的幾個(gè)周期內(nèi)重新達(dá)到穩(wěn)態(tài)振蕩，飽和增益消除了特征頻率的虛部，從而顯著提高了傳感器分辨率。
該論文基于PT對(duì)稱的LC無(wú)線柔性溫度傳感平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)超高靈敏度與0.027℃的溫度分辨率，其微擾范圍內(nèi)的優(yōu)值（FOM）高于88 dB。與此同時(shí)，微擾并不會(huì)導(dǎo)致頻譜的展寬與噪聲的增強(qiáng)，距離中心頻率1 kHz處的相位噪聲均低于-75 dBc/Hz。該研究還解決了關(guān)于PT對(duì)稱奇異點(diǎn)（EP）傳感方案有效性的爭(zhēng)論，并為高精度的傳感器提供了新的設(shè)計(jì)方案。
東南大學(xué)集成電路學(xué)院博士研究生陳冬巖為論文第一作者，東南大學(xué)集成電路學(xué)院黃慶安教授和電子科學(xué)與工程學(xué)院董蕾副教授為論文共同通訊作者，東南大學(xué)為唯一完成單位。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（62274030）和國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目（61727812）的資助。
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https://doi.org/10.1038/s41467-024-53655-x
