Los cristales fonónicos (PnCs) son compuestos estructurales artificiales con modulación periódica de parámetros elásticos, y son capaces de regular la propagación de ondas sonoras. Se han fabricado dispositivos con diferentes parámetros geométricos para regular la estructura de la banda de fonones. Sin embargo, cómo lograr el ajuste de campo de la estructura de la banda sigue siendo un desafío.

En un estudio publicado en Nano Letters , un equipo de investigación dirigido por el Prof. Guo Guoping y el Prof. Song Xiangxiang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China demostró experimentalmente una matriz periódica nanoelectromecánica basada en grafeno (NEMPA) con la que los investigadores realizaron una gran cantidad de modos de resonancia casi continuos en un amplio rango de frecuencia sintonizable.

El grafeno es un material bidimensional relativamente elástico con propiedades mecánicas similares a una película delgada. Además, la buena conductividad del grafeno hace posible que el campo eléctrico aplicado estire la escama de grafeno y modifique su tensión, cambiando su frecuencia de vibración durante este proceso. Por lo tanto, la mayor ventaja del grafeno es que su frecuencia resonante podría sintonizarse eléctricamente.

Los investigadores primero grabaron la matriz periódica uniforme de nanopilares cilíndricos en el sustrato y luego prepararon los electrodos mediante micro-nanofabricación. Finalmente, transfirieron el grafeno con el grosor adecuado a la estructura preparada y realizaron el dispositivo bidimensional NEMPA basado en grafeno.

Los investigadores descubrieron que el dispositivo exhibía una gran cantidad de modos de resonancia casi continuos en un rango de frecuencia muy amplio y que la frecuencia se puede ajustar mediante el voltaje de la red. La primera prueba para aplicar grafeno en una matriz bidimensional para formar PnC produce un efecto de resonancia sintonizable de área amplia, lo que anuncia las posibilidades de usar otros materiales para la formación de PnC.

Este estudio proporcionó una plataforma prometedora para estudiar las PnC basadas en materiales bidimensionales y sus heteroestructuras. "Nos gustaría explorar otros fenómenos en materiales además del grafeno, y vamos a diseñar otras estructuras geométricas, como diferentes arreglos de matriz de nanopilares", dijo el profesor Song. + Explora más

Nuevas habilidades del grafeno:vibraciones reticulares ajustables