Najmanji radio prijemnik na svijetu ima građevne blokove veličine dva atoma

The World's Smallest Drone! (Srpanj 2019).

Anonim

Istraživači s Harvard John A. Paulson School of Engineering i primijenjene znanosti napravili su najmanji radio prijemnik na svijetu - izgrađen od sklopa atomskog defekata u ružičastim dijamantima.

Ovaj mali radio - čiji su građevni blokovi veličine dva atoma - može izdržati izuzetno oštre okoline i bio biompatibilan, što znači da može raditi bilo gdje od sonde na Veneri do srčanog stimulatora u ljudskom srcu.

Istraživanje je vodilo Marko Lončar, profesor elektrotehnike TIantsai Lin u SEAS-u i njegov diplomski student Linbo Shao i objavljen u Physical Review Applied.

Radio koristi malene nesavršenosti u dijamantima koji se nazivaju dušikom (NV) centrima. Da bi NV centri bili, istraživači zamjenjuju jedan atom ugljika u dijamantnom kristalu s dušikovim atomom i uklanjaju susjedni atom, stvarajući sustav koji je u osnovi dušikov atom s rupom pored nje. NV centri mogu se koristiti za emitiranje pojedinačnih fotona ili otkrivanje vrlo slabih magnetskih polja. Imaju fotoluminescentna svojstva, što znači da mogu pretvoriti podatke u svjetlost, čineći ih moćnim i obećavajućim sustavima za kvantno računanje, fonetiku i senzore.

Radio ima pet osnovnih komponenti - izvor napajanja, prijamnik, pretvornik za pretvaranje visokofrekventnog elektromagnetskog signala u zrak na nisku frekvencijsku struju, zvučnike ili slušalice za pretvaranje struje u zvuk i tuner.

U Harvardovom uređaju, elektroni u centrima NVID-a dijele se napajanjem ili pumpanjem, zelenim svjetlom emitiranim od lasera. Ti su elektroni osjetljivi na elektromagnetska polja, uključujući valove koji se koriste u FM radiju, na primjer. Kad NV centar prima radio valove, pretvara ih i emitira audio signal kao crveno svjetlo. Zajednička fotodioda pretvara tu svjetlost u struju koja se zatim pretvara u zvuk jednostavnim zvučnicima ili slušalicama.

Elektromagnet stvara snažno magnetsko polje oko dijamanta, koje se može koristiti za promjenu radijske postaje, podešavanje učestalosti primanja NV centara.

Shao i Loncar koristili su milijarde NV centara kako bi pojačali signal, ali radio radi s jednim NV centrom, emitirajući jedan foton istodobno, umjesto strujom svjetlosti.

Radio je izuzetno elastičan zahvaljujući inherentnoj snazi ​​dijamanta. Tim je uspješno svirao glazbu na 350 Celzijevih stupnjeva - oko 660 Fahrenheita.

"Dijamanti imaju ta jedinstvena svojstva", rekao je Lončar. "Ovaj radio bi mogao raditi u svemiru, u otežanim okruženjima, pa čak i ljudskom tijelu, budući da su dijamanti biokompatibilni."

menu
menu