麥姆斯咨詢獲悉，近日，電子科技大學王曾暉、朱健凱等、聯合上海微系統所賈浩、西安電子科技大學杭州研究院肖飛，在二維材料納機電系統（NEMS）研究領域取得新進展。研究成果以“Frequency Scaling and Elastic Transition in HF–VHF WS2 NEMS Resonators”為題，發表于Science China Information Sciences。電子科技大學基礎與前沿研究院為第一完成單位。
二維過渡金屬硫族化合物因兼具優異的電學與力學性能，被認為是新一代微納器件的重要候選材料。其中，二硫化鎢（WS2）在電子器件中表現突出，但其在納機電系統中的高頻動力學規律仍缺乏系統研究。針對這一問題，研究團隊制備了30個不同尺寸與厚度的WS2圓形鼓膜NEMS諧振器，并利用激光干涉測量系統對其振動行為進行精確表征，實現了從高頻（HF）到甚高頻（VHF）范圍的穩定工作。
WS2 NEMS諧振器的結構與諧振響應特性研究
結合理論模型與實驗數據，研究人員提取出二維WS2的楊氏模量約為141.7 GPa，并闡明了WS2 NEMS器件的頻率尺度關系（Frequency Scaling Law）。研究進一步發現，隨著厚度變化，諧振器會經歷從膜主導到板主導的連續彈性轉變，并存在一個關鍵的“過渡區”。處于該區域的低張力器件表現出顯著的電調控能力，在0–10 V柵壓范圍內，諧振頻率可實現約36%的調諧能力。
這一研究為WS2 NEMS器件的結構設計與性能優化提供了指導框架，并為WS2器件的高頻傳感與可調射頻應用拓展了新的實現路徑。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金青年基金等項目的支持。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s11432-025-4709-4
