Главная / Технології / Фізики створили наймініатюрныший мікрофон на Землі

Фізики створили наймініатюрныший мікрофон на Землі

Американські вчені створили мініатюрний записуючий пристрій, який приблизно в 10 трильйонів раз менше за розмірами, ніж вухо людини, але при цьому не поступається йому в чутливості. «Рецепт» його збірки був опублікований в журналі Science Advances.

«Наші нано-перетинки не тільки володіють дуже високою чутливістю для своїх розмірів і маси, але і споживають дуже мало енергії і майже не «шумлять». Зрештою, вони дозволять нам створити пристрої, які однаково добре працюють і з чистими і потужними сигналами, і при високому рівні шумів», — заявив Філіп Фенг (Philip Feng) з університету Кейс Вестерн Резерв у Клівленді (США).

Практично всі сучасні цифрові ґаджети мають у своєму складі мініатюрні мікрофони, акселерометри і датчики тиску, чиї розміри в десятки разів менше, ніж у барабанних перетинок людини та інших живих істот. Подібні пристрої, побудовані на базі так званих мікроелектромеханічних систем (MEMS), досить добре сприймають звук, але відрізняються низькою точністю роботи і чутливістю.

Це заважає їх подальшій мініатюризації і перешкоджає їх використанню у системах зв’язку і в інших пристроях, де потрібна висока чутливість і стабільність роботи. Фенг і його колеги зробили перший крок для вирішення всіх цих проблем, перетворивши плівку з дисульфіду молібдену, перспективного напівпровідника, в невеликий і «плоский» мікрофон.

Як виявили автори статті, «бутерброд» з подібної плівки і особливої кремнієвої підкладки, покритої мікроскопічними лунками розміром у кілька сотень нанометрів, схожі за формою на барабани. Якщо їх підсвітити за допомогою лазера або пропустити струм через них, то напівпровідникова плівка почне коливатися з великою частотою, дуже чуйно реагуючи на зовнішні вібрації, в тому числі і звук.

Ці зміни, у свою чергу, можна зчитати, підсвічуючи лунку іншим лазером або прикріпивши електроди до дисульфиду молібдену. Як показали виміри Фенга і його колег, подібна електронна «барабанна перетинка» не поступається в чутливості людському вуху, незважаючи на те, що її площа становить всього 8 квадратних нанометрів.

Крім мікрофонів, подібні плівки і «барабани» можна застосовувати і для інших цілей – створення надчутливих датчиків маси і тиску, які здатні працювати практично «вічно» завдяки наднизькому енергоспоживанню.

У середньому, мікрофон, створений командою Фенга, споживав лише кілька піковатт (10 в мінус 12 мірою ват) енергії, що на порядки менше, ніж типові апетити найбільш мініатюрних і простих записуючих пристроїв на базі MEMS.

 

 
comments powered by HyperComments