开发滑动纳米机械谐振器

在最近发表在NatureCommunications上的一项研究中，中国科学院中国科学技术大学(USTC)郭光灿教授领导的研究团队开发了基于石墨烯基板的纳米机械谐振器，并使纳米谐振器可滑动穿过夹紧点。

夹紧条件决定了振动物体的运动。这一原理不仅激发了乐器的发明，也激发了纳米级不同类型机械谐振器的创造。其中，纳米机械谐振器具有重量轻、频率高和可调谐等优点，通常固定在支撑基板上。然而，通过其他固定方法调制纳米机械谐振器的动力学仍然是一个挑战。

在之前的工作中，研究团队通过预制基板、制备电极和转移少层石墨烯(FLG)薄膜的方式开发了纳米机械谐振器。在谐振器上，石墨烯可以在支撑电极上滑动。

该团队发现该器件的谐振频率取决于施加的栅极电压的大小及其施加方式。

为了阐明新的实验结果，研究团队提出了一种滑动纳米机械振荡器模型。他们发现增加栅极电压会增加石墨烯的应力，从而提高共振频率。此外，栅极电压产生的准静态拉力降低了谐振频率。两种机制之间的竞争导致了频率环路的发生。研究团队使用理论计算准确地再现了实验结果。

研究小组发现，频率环的面积与滑动过程中因摩擦而造成的能量损失量成正比。

这项工作为研究纳米级摩擦提供了新的见解，并为在纳米级实现新的固定方法开辟了可能性。