德国亥姆霍兹研究中心协会 电子显微镜显示石墨烯样品(灰色)，其中氦束形成了一个孔图案，因此密度周期性变化
这导致振动模式的叠加和机械带隙的出现
这个声子系统的频率可以通过机械张力在50兆赫和217兆赫之间调节
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霍普里奇/HZB 没有电子学和光子学，就没有计算机、智能手机、传感器或信息和通信技术
在未来几年，声子学的新领域可能会进一步扩展这些选择
该领域涉及理解和控制固体中的晶格振动(声子)
然而，为了实现声子器件，晶格振动必须像在电子或光子的情况下通常实现的那样被精确地控制
声子晶体 这种器件的关键构件是声子晶体，这是一种人工制造的结构，其特性如刚度、质量或机械应力周期性变化
声子器件被用作声波导、声子透镜和振动屏蔽，并可能在未来实现机械量子位
然而，直到现在，这些系统在固定的振动频率下运行
不可能以可控的方式改变它们的振动模式
石墨烯中的周期性空穴图案 现在，柏林自由大学和HZB的一个团队首次展示了这种控制
他们使用石墨烯，一种碳的形式，其中碳原子二维互联，形成一个平坦的蜂窝结构
利用聚焦的氦离子束，研究小组能够在石墨烯上切割出周期性的孔洞图案
该方法可在CCMS的相关显微镜和光谱学实验室获得
“我们必须对工艺进行大量优化，在石墨烯表面切割出规则的孔洞图案，而不接触邻近的孔洞，”博士说
柏林费迪南·布劳恩研究所的小组负责人、HZB的客座科学家卡佳·赫弗里奇解释说
带隙和可调性 简·恩
这项研究的第一作者克希霍夫计算了这种声子晶体的振动特性，这项研究现已发表在《纳米快报》上
他的模拟表明，在一定的频率范围内，不允许有振动模式
类似于固体中的电子能带结构，这个区域是一个机械带隙
该带隙可用于定位单个模式，使其免受环境影响
这里的特别之处在于:“模拟显示，我们可以通过施加由栅极电压引发的机械压力，快速、有选择地调谐声子系统，频率从50兆赫到217兆赫
”扬·基尔霍夫说
未来应用 “我们希望我们的结果将进一步推动声子领域
我们希望发现一些基础物理知识，并开发能够应用于电子工程的技术
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超灵敏光电传感器甚至量子技术，”教授解释说
基里尔·博洛尼亚，FU工作组组长
HZB的新声子晶体的第一批实验已经在他的团队中进行了
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