WIIKI.RU: Микрозёрна могут управлять звуковыми волнами

Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »

Новости по Физике

06.08.2013 16:29

Микрозёрна могут управлять звуковыми волнами. Физика.

Группа учёных под руководством Николаса Фанга (Nicholas Fang) из Массачусетского технологического института (США) представила способ контроля распространения звуковых волн, суть которого в создании двухмерных массивов микрозёрен на плоской поверхности.

Двумерный массив микросфер, прикреплённых к подложке. (Здесь и ниже иллюстрации Tian Gan.)

Исследования различных свойств частиц малого размера, выстроенных в определённом порядке, на подъёме. Но основная часть работ касается частиц размера песчинок — порядка миллиметра в диаметре. В данном же случае учёных интересовало нечто более миниатюрное — микрометровые частицы, уложенные в один слой и предназначенные для направления в нужную сторону и последующего замедления поверхностных звуковых волн.

Звуковые поверхностные волны широко применимы в электронных устройствах — взять хотя бы мобильные телефоны. Там они, по словам г-на Фанга, служат «часами», задающими сигнал одной частоты для синхронизации различных микросхем или частей одной микросхемы. Правда, сегодняшние генераторы тактовой частоты на звуковых поверхностных волнах сравнительно громоздки и технических являются отдельными от микросхемы устройствами.

Используя двумерные структуры из микрометровых частиц, исследователи надеются уменьшить общий размер таких генераторов вшестеро. И хотя пока они создали лишь первые устройства такого рода, технически у них получилось уложиться в заданные ограничения по габаритам, так что для изделий, функционально аналогичных серийным генераторам, сокращение размера должно соответствовать расчётному.

Схема отражения и гашения поверхностных акустических волн.

Более того, похожий подход может пригодиться и за пределами электроники. Такие волны сходны с ударной волной при взрыве. При ударе по поверхности двумерного материала под заданным углом значительная часть энергии взрывной волны может быть превращена в поверхностные волны и при этом уведена 2D-структурой из микрочастиц вдоль поверхности без проникновения таких волн внутрь. Многослойная структура из таких слоёв способна в существенной мере защитить от взрыва при сравнительно небольшой массе — возможно, даже в носимых средствах индивидуальной защиты, хотя подобное применение, разумеется, потребует тщательной дополнительной проработки.

Источник