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建设一个更好的谐振器

CEA-LETI关闭在不明原因的噪音来源。

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梁的共振频率取决于光束的质量和刚度。

共振一直是重要的乐器和放大系统的设计,以及桥梁和建筑物的设计。随着MEMS制造技术的出现,是能够创建非常小的光束,在微米或纳米尺寸范围,共振频率敏感,很小的质量或刚度的变化。相同的数量级的变化作为一个有毒气体分子,血红细胞,或一个DNA分子,例如。突然,nanoresonators正在考虑在个分子级检测广泛的潜在应用,过滤和运输。

不过,有一个警告。如果共振频率检测信号的最终来源,它需要非常稳定。Nanoresonators已经被测试到目前为止主要是不稳定的。

马克·珊莎和同事在CEA-LETI解释道最近出版的《自然纳米技术,nanoresonators理论分析认为,频率稳定度是最大化当随机noise-driven运动——如热振动可以解决。但是,这只是如果波动共振频率本身小到可以忽略。

CEA-LETI集团不幸的是理论,回顾了25个不同的研究中,涉及许多不同的谐振器设计质量和15个数量级。全面,实验测量频率稳定度通常2.1数量级比热机的噪声限制。

进一步调查潜在噪声源,该集团使用SOI晶片用于制造硅nanoresonators与仪表通常长1微米,宽100海里。electronics-grade硅最小化的杰出的质量和纯度等频率波动的潜在来源构成变化和晶格缺陷。实验装置是简单。

尽管如此,理论未能描述这些谐振器的稳定性。而预测的性能艾伦偏差简称集成时间和低振幅,实质性偏离预期的行为发生在更高的振幅和更长的时间。这些设备的最终检测极限是两个数量级低于预期。

所以噪音来自哪里?

这不是白噪声,研究人员得出结论,因为白噪声是不相关的频率。相反,结果表明转变整个谐振器的频率响应。该组织还考虑并拒绝了其他几个似是而非的噪声源。例如,测量系统测量out-of-resonance控制设备上无罪。温度变化,分子吸收/解吸,和其他原因同样不足以解释如此大的差异。

相反,CEA-LETI集团被迫得出结论,来历不明的频率波动是一个巨大的性能对nanoresonators限幅器。在消除了不可能的,剩下的必须是答案,但可能还不清楚。



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