Os cristais fonônicos (PnCs) são compósitos estruturais artificiais com modulação periódica de parâmetros elásticos e são capazes de regular a propagação de ondas sonoras. Dispositivos com diferentes parâmetros geométricos foram feitos para regular a estrutura da banda de fônons. No entanto, como obter o ajuste de campo da estrutura da banda continua sendo um desafio.
Em um estudo publicado na Nano Letters , uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Guo Guoping e Prof. Song Xiangxiang da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências demonstrou experimentalmente um arranjo periódico nanoeletromecânico baseado em grafeno (NEMPA) com o qual os pesquisadores realizaram um grande número de modos de ressonância quase contínuos em uma ampla faixa de frequência ajustável.

O grafeno é um material bidimensional relativamente elástico com propriedades mecânicas semelhantes a um filme fino. Além disso, a boa condutividade do grafeno possibilita que o campo elétrico aplicado estique o floco de grafeno e modifique sua deformação, alterando sua frequência de vibração durante este processo. Portanto, a maior vantagem do grafeno é que sua frequência ressonante pode ser sintonizada eletricamente.

Os pesquisadores primeiro gravaram a matriz periódica uniforme de nanopilares cilíndricos no substrato e, em seguida, prepararam os eletrodos por micro-nano fabricação. Finalmente, eles transferiram o grafeno com espessura apropriada para a estrutura preparada e realizaram o dispositivo NEMPA bidimensional baseado em grafeno.

Os pesquisadores descobriram que o dispositivo exibia um grande número de modos de ressonância quase contínuos em uma faixa de frequência muito grande e que a frequência pode ser ajustada pela tensão da rede. O primeiro teste para aplicar grafeno em uma matriz bidimensional para formar PnCs produz um efeito de ressonância ajustável de área ampla, anunciando as possibilidades de usar outros materiais para a formação de PnCs.

Este estudo forneceu uma plataforma promissora para estudar PnCs com base em materiais bidimensionais e suas heteroestruturas. "Gostaríamos de explorar outros fenômenos em materiais além do grafeno, e vamos projetar outras estruturas geométricas, como diferentes arranjos de nanopilar", disse o Prof. Song. + Explorar mais

Novas habilidades do grafeno:vibrações de treliça ajustáveis ​​