นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยหนานจิงในประเทศจีนประสบความสำเร็จในการผลิตฉนวนโทโพโลยีอะคูสติกโทโพโลยีแบบสามมิติแบบหุบเขาเทียมแบบสามมิติตัวแรก โครงสร้างประกอบด้วยชั้นของสถานะพื้นผิว “อาน” โทโพโลยีโทโพโลยีอะคูสติกโทโพโลยีซึ่งช่วยลดการกระเจิงของคลื่นเสียงได้อย่างมาก ซึ่งอาจเป็นประโยชน์สำหรับการสร้างตัวกรองเสียงและอุปกรณ์เซ็นเซอร์
งานนี้ยังสามารถช่วยพัฒนาด้านอะคูสติก
pseudospintronics ที่เกิดขึ้นใหม่ได้อีกด้วย เสียงกระจายจากพื้นผิววัสดุส่วนใหญ่และสร้างเสียงสะท้อนที่ไม่เพียงแต่จะทำให้ผู้ฟังเสียสมาธิ แต่ยังลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ เช่น ตัวกรองเสียงและเครื่องช่วยฟัง คริสตัลอคูสติกทอพอโลยี 3 มิติแบบใหม่ที่สร้างโดยทีมที่นำโดยMing-Hui LuและYan-Feng Chenสามารถช่วยแก้ปัญหานี้ได้ด้วยการส่งสัญญาณเสียงในบางทิศทางโดยไม่มีการสะท้อนกลับมากนัก
รุ่นอะคูสติกของฉนวนทอพอโลยี ฉนวนทอพอโลยีเป็นวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้าในปริมาณมาก แต่สามารถนำไฟฟ้าบนพื้นผิวของพวกมันผ่านสถานะขอบอิเล็กทรอนิกพื้นผิวพิเศษ ซึ่งอิเล็กตรอนไม่สามารถสะท้อนกลับได้ด้วยเหตุผลทางทอพอโลยี เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้เริ่มมองหาการสร้างฉนวนทอพอโลยีรุ่นอะคูสติกจากคริสตัลโฟนิกส์ (หรือโซนิค) ซึ่งเทียบเท่ากับคริสตัลโฟโตนิก
เช่นเดียวกับการแปรผันเป็นระยะของดัชนีการหักเหของแสงในผลึกโฟโตนิกหมายความว่าความยาวคลื่นบางช่วงของแสงเท่านั้นที่สามารถผ่านเข้าไปได้ ความแปรผันเป็นระยะในคุณสมบัติทางเสียงของผลึกแบบโฟโนนิกหมายความว่าเฉพาะโฟตอนที่มีความถี่นอกช่องว่างของแถบเสียงแบบโฟโนนิกเท่านั้นที่สามารถทำได้ เผยแพร่. คริสตัลดังกล่าวทำขึ้นโดยการฝังกระบอกสูบของวัสดุหนึ่งตัวในสื่อพื้นหลังที่แตกต่างกัน โดยคุณสมบัติของช่องว่างแถบเสียงขึ้นอยู่กับขนาดและระยะเวลาของกระบอกสูบ คลื่นเสียงเดินทางบนพื้นผิวของผลึกเหล่านี้แต่ไม่ผ่านมวลของพวกมัน
Lu และเพื่อนร่วมงาน 3D phononic topological crystals ทำจากตาข่ายรังผึ้งสองชั้นซ้อนกันซึ่งมีอะตอม “phononic” สองชนิดในแต่ละชั้น แต่ละอะตอมเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากช่องเรโซแนนซ์ปริซึมสามเหลี่ยมที่มีท่อเชื่อมต่อกันห้าหลอด
สภาพพื้นผิวอาน
นักวิจัยได้สร้างจุดเสื่อมสภาพสี่เท่าในโครงสร้างวงดนตรีของชั้นที่ซ้อนกันโดยแยกออกเป็นสองชั้นที่เสื่อมสภาพสองชั้นก่อน จากนั้นพวกเขาก็ใช้สถานะโฟนอน (รัฐบลอค) ที่มีอยู่ในแถบพลังงานเพื่อจับคู่สปินปลอมกับอะตอมในโครงสร้าง “คริสตัลของเรามีความสมมาตรของสกรูและโครงสร้างแถบสามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อให้เปลี่ยนจากการเป็นฉนวนทอพอโลยี 2 มิติเป็น 3 มิติโดยหมุนแล้ววางซ้อนกันในทิศทางต่างๆ (ดูภาพด้านบน)” ผู้เขียนนำการศึกษาCheng กล่าว เขา .
“วิธีที่พื้นผิว 2 มิติแยกย้ายกันไปคล้ายกับรูปร่างอาน และในงานของเรา เราสร้างสถานะพื้นผิวโดยใช้พื้นผิวอานม้าตรงข้ามกันสองแบบ”Weyl phononic crystal หักเหคลื่นเสียง
การคำนวณและการทดลองโดยนักวิจัยเปิดเผยว่าคลื่นเสียงที่ความถี่ระหว่าง 18 ถึง 22 kHz สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างง่ายดายผ่านข้อบกพร่อง ความผิดปกติ และการโค้งงอใดๆ บนโครงตาข่าย และไม่สะท้อนกลับมากนัก ซึ่งคล้ายกับพฤติกรรมการนำไฟฟ้าบนพื้นผิวของฉนวนทอพอโลยี
สปินสปินตรงข้ามแพร่กระจายไปในทิศทางตรงกันข้าม”คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสถานะพื้นผิวอะคูสติกดังกล่าวคือความทนทานต่อการสะท้อนกลับจากการโค้งงอและข้อบกพร่อง” เขากล่าว “จากการศึกษาพฤติกรรมการแพร่กระจายที่ขึ้นกับ pseudospin-momentum แบบอะคูสติกในโครงผลึก เราพบว่าพฤติกรรมนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่า pseudospins ตรงข้ามแพร่กระจายไปในทิศทางตรงกันข้าม”
นักวิจัยรายงานงานของพวกเขาในNature
Communications 10.1038 / s41467-018-07030-2กล่าวว่าคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับที่ลดลงในสถานะพื้นผิว 2D เหล่านี้อาจถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงตัวกรองเสียงและอุปกรณ์เซ็นเซอร์เช่นเครื่องช่วยฟังที่ทำให้ช่องเสียงมีประสิทธิภาพมากขึ้น ผ่านช่องหู นอกจากนี้ยังอาจใช้ในการศึกษาอะคูสติก pseudospintronics ซึ่งคล้ายกับ spintronics ยกเว้นว่าจะใช้ pseudosins กับ phonons (สร้างขึ้นเทียมโดยการเปลี่ยนสมมาตรขัดแตะในผลึก phononic) แทนที่จะเป็นสปินอิเล็กทรอนิกส์ (ภายใน) “อันที่จริง เราวางแผนที่จะใช้สปินเทียมแบบอะคูสติกเพื่อออกแบบอุปกรณ์ต้นแบบ” เขาบอกกับPhysics World
ปลาย AFM สามารถ “เห็น” ว่า อะตอมใดมีอิเล็กตรอนพิเศษหนึ่งตัว “เมื่อทิปโต้ตอบกับอะตอมบนพื้นผิวของวัสดุ ความถี่เรโซแนนซ์ของทิปจะเลื่อน และคุณสามารถใช้สัญญาณการเปลี่ยนความถี่นี้เพื่อแมปการโต้ตอบระหว่างส่วนปลายและพื้นผิวของวัสดุ” Thomas Dienel สมาชิกในทีม อธิบาย “ในการทดลองของเรา เราใช้ประโยชน์จากความแม่นยำของอะตอมของ AFM เพื่อสร้างภาพโครงสร้างที่มีอะตอมของซิลิกอนหลายอะตอม และพูดได้อย่างชัดเจนว่าตัวใดมีอิเล็กตรอนพิเศษเพียงตัวเดียวและมีประจุลบ” เขากล่าวกับPhysics World “เราสามารถบันทึกภาพเหล่านี้ได้จำนวนมาก และสร้างภาพยนตร์ที่ขึ้นกับเวลาของโครงสร้างของเรา ซึ่งช่วยให้เราเห็นภาพการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนได้ในท้ายที่สุด”
มีแรงสองประเภทหลักที่ส่งผลต่อความถี่ที่ปลาย AFM สะท้อน: ปฏิกิริยาของคูลอมบ์จากประจุที่มีอยู่ในอะตอมในตัวอย่างและแรงแวนเดอร์วาลส์ Wyatt Vine สมาชิกในทีม กล่าวว่า “แรงทั้งสองนี้มีอัตราการสลายที่ขึ้นกับระยะทางต่างกันเล็กน้อย กล่าวคือ แรงเหล่านี้มีส่วนในปริมาณที่แตกต่างกันโดยขึ้นอยู่กับระยะปลาย-ตัวอย่าง” “เราทำการวัดที่แม่นยำของอัตราการสลายเหล่านี้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างแรงทั้งสองประเภทที่พื้นผิวต่างๆ ดังนั้นเราจึงสามารถคำนวณได้ว่าแรงที่จำเป็นในการยกอะตอมของซิลิกอนเพื่อให้มีประจุลบคือ 75 pN”
ขั้นตอนแรกที่สำคัญในการสร้างวงจรอะตอม
งานนี้เป็นก้าวแรกที่สำคัญในการสร้างวงจรอะตอม เถาวัลย์กล่าวเสริม “นอกจากนี้ยังเปิดทางให้ตรวจสอบฟิสิกส์พื้นฐานที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งเพิ่งได้รับการศึกษาทางทฤษฎีจนถึงขณะนี้ เช่น การทดสอบและการหาปริมาณปฏิสัมพันธ์ของควอนตัมในโครงข่ายอะตอมประดิษฐ์ที่ออกแบบไว้ล่วงหน้า (เช่นเดียวกับที่เพิ่งสร้างขึ้นจากข้อบกพร่อง) เทคนิคของเราสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างสมการ ‘ของเล่น’ ง่ายๆ ที่นักฟิสิกส์มักใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ แต่มักง่ายเกินไปที่จะพบได้โดยตรงในธรรมชาติ”
Dienel เปิดเผยว่า “แนวคิดของเราอีกประการหนึ่งคือการประดิษฐ์ชิ้นส่วนขนาดใหญ่ขึ้นของพันธะห้อยต่องแต่งที่มีการมีเพศสัมพันธ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างพวกเขาและดูว่าปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนหลายตัวมีความซับซ้อนเพียงใด” Dienel เปิดเผย “ในเชิงคลาสสิก สิ่งเหล่านี้จะคำนวณได้ยาก แต่ถ้าเราสามารถตั้งค่าประชากรอิเล็กตรอนเริ่มต้นที่ถูกต้องแล้ว ‘ปล่อยให้พวกเขาไป’ เพื่อดูว่าพวกมันวิวัฒนาการอย่างไร เราก็จะได้รับข้อมูลที่น่าสนใจ”
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
