Физики научились управлять «нанотрясениями»

Ученые разработали подход, который позволяет создавать на поверхности твердых тел специальные отверстия для контроля над распространением поверхностных акустических волн (ПАВ) высокой частоты. Такие колебания движутся наподобие сейсмических волн при землетрясении, поэтому в английском языке получили название «nanoquakes» (в буквальном переводе — «нанотрясения»). Статья с результатами опубликована в журнале Nature Communications.

Поверхностные акустические волны — не редкое явление, они даже используются в некоторых технологиях. Однако управлять ими с высокой точностью никто до этого не умел. Коллектив исследователей из Эксетерского университета разработал оптимальные фононные кристаллы специально для этого. Эти специальные особенности поверхности (ими могут быть как микроскопические столбики, так и отверстия) позволяют манипулировать звуковыми волнами, кванты которых называются фононами, подобно тому, как фотонные кристаллы позволяют управлять светом.

«Устройства на поверхностных акустических волнах уже встречаются в разнообразных технологиях, в том числе радарных системах и химических сенсорах, но в последнее время активно разрабатываются применения в системах "лабораторий на чипе", — говорит ведущий автор работы, профессор Джефф Нэш. — Подобные системы позволяют уместить современную химическую или биологическую лабораторию на площадке размером в пару миллиметров, а ПАВ могут быть использованы для транспорта и перемешивания реактивов или для выполнения функций, таких как сортировка биологических клеток. До сего момента было очень трудно управлять ПАВ, но наша конструкция позволяется контролировать "нанотрясения", используя лишь небольшое количество элементов».