Ясно, что пехотинцам нужна новая каска, предотвращающая
проникновение под нее ударных волн. Ученые намерены усовершенствовать свою модель - ведь кто знает, какие еще
сюрпризы можно ждать от военного снаряжения, казалось бы, давно проверенного временем. ГА
Сила
света
Физикам из Йельского университета впервые удалось продемонстрировать, что сила света способна
приводить в движение наномеханизмы в кремниевом чипе. Объединяя две быстро развивающиеся области - нанофотонику и
наномеханику, - эта работа может привести к появлению принципиально новых оптомеханических вычислительных и
телекоммуникационных устройств.
Оптические "пинцеты", позволяющие манипулировать различными
микрообъектами от отдельных атомов до живых клеток, известны с семидесятых годов прошлого века. Однако и сегодня
управлять чрезвычайно слабой силой давления света очень непросто. Чаще всего ученые работают с различными оптическими
полостями и используют давление отраженного от зеркал света, однако такие устройства крайне сложно встроить в обычные
чипы.
В новых экспериментах использовали кремниевую струну длиной 10 мкм, шириной 500 и толщиной 110 нм,
"натянутую" с помощью CMOS-совместимой технологии на высоте 300–600 нм над слоем диоксида кремния. Струна, с
собственной частотой около 10 МГц, одновременно играла роль световода, к концам которого по обычным кремниевым
световодам чуть большего диаметра подводили свет лазерного диода с длиной волны около 1,5 мкм. Геометрия струны и
расстояние до подложки были подобраны таким образом, чтобы так называемое нераспространяющееся электромагнитное поле
света, существующее вокруг любого диэлектрика, взаимодействовало с подложкой и вызывало поперечную силу. Пропуская по
струне лазерный луч мощностью несколько десятков милливатт, модулированный с частотой механического резонанса струны,
ученым удалось раскачать ее до амплитуды 2,5 нм.
Сила света в таком устройстве достигала восьми пиконьютон на
микрон световода на каждый милливатт вложенной мощности. И этого уже достаточно, чтобы управлять многими наномашинами.
Поперечная сила света может быть значительно увеличена - например, путем уменьшения расстояния между волокном и
подложкой. Лазер может приводить в действие сразу несколько наноустройств в одном чипе, а по скорости работы с оптикой
трудно конкурировать любым другим электростатическим или магнитным методам. Тем не менее повышение частоты требует
заметного увеличения мощности лазера, и ученых ждет еще масса работы, прежде чем подобные оптомеханические устройства
будут доведены до коммерческих приложений. ГА
