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微型“蹦床”引导声子在芯片中顺畅转弯

文章来源:华夏双创研究院 发布时间:2025-06-10 09:02:03

全球最疯狂的“蹦床”不仅能左右摇摆,还能“拐弯”。其目的在于展示一种改进的声子传输方法,例如将其应用于微芯片中,引导声子通过狭窄的弯道。

低损耗声子拓扑波导。图片来源:英国《自然》网站


想象一下这样一张“蹦床”:它宽0.2毫米,表面厚度仅有2000万分之一毫米,整个表面布满了规则排列的圆形、三角形孔洞图案。而且这张“蹦床”一旦动起来,几乎不会损失任何动量,会一直摆动下去,根本停不下来。

这张“蹦床”的摆动方式可不止上下跳动这么简单。在其多孔表面的不同区域,“蹦床”能同时向不同方向摆动,包括横向摆动。在中心区域,甚至还有一个“蹦床中的蹦床”。最神奇的是,在这里,摆动会以完美的三角形“拐弯”。

实际上,这张“蹦床”是声子的波导,即一层由氮化硅制成的振动超薄膜。声子,可说是“声音量子”,即固体晶格振动的基本激发单元。

物理学家希望通过这张“蹦床”来展示,如何利用独特的表面结构(基于数学拓扑原理),在几乎不损失动量的情况下,引导声子绕过弯角。这在需要引导信号绕过边缘和曲线的微芯片电路中尤为重要。