牛津大学和宾夕法尼亚大学的研究人员发表在《Nature Communications》杂志上的一篇论文展示了一种使用功能纳米线制造的无电源和超快速频率调谐方法。
想象一下一个乐队在演出前进行热场，双簧管开始以440Hz的频率演奏一个完美的A音符，而所有其他乐器都会根据该频率进行调整。电信技术正是基于这种匹配发射机和接收机频率的概念。实际上，当通信链路的两端调谐到同一频率信道时，就可以实现这一点。
在当今庞大的通信网络中，可靠地合成尽可能多的频率并从一个频率快速切换到另一个频率的能力对于无缝连接至关重要。
牛津大学和宾夕法尼亚大学的研究人员制作了一种硫氰酸盐玻璃（锗碲化物）的可振动的纳米管，可与设定的频率共振，就像吉他弦一样。为了调整这些谐振器的频率，研究人员改变了材料的原子结构，从而改变了材料本身的机械刚度。
这与目前存在的方法都不同，这种方法在纳米管上施加机械应力，类似于使用调谐钮调整吉他。这直接会导致更高的功耗，因为这些调谐钮不是永久性的，需要电压来保持张力。
牛津大学的Utku Emre Ali博士作为博士研究工作的一部分完成了该项研究。他表示：“通过改变这些玻璃中原子之间的键合方式，我们能够在几纳秒内改变杨氏模量。杨氏模量是衡量刚度的物理量，它直接影响纳米管的振动频率。”
宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的Ritesh Agarwal教授在这项研究中首次发现了一种独特的机制，它改变了2012年时发现的纳米新材料的原子结构。
牛津大学材料系的Harish Bhaskaran教授领导了这项研究，他表示：“这项研究创造了一个新的框架，该框架使用功能性材料，其基本机械性能可以通过电脉冲来改变。这是令人兴奋的，我们希望它能激发针对此类应用进行优化的新材料的进一步开发。”
研究人员进一步估计，他们的方法可以比商用频率合成器的工作效率高100万倍，同时提供10-100倍的调谐速度。虽然提高可循环率和读出技术对于商业化来说是必要的，但这些初步结果可能意味着未来可实现电池寿命更长、数据传输率更高。
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