Исследователи в Осакском университете в Японии работают, чтобы достигнуть просто что, используя одностенные углеродные нанотрубки (SWNTs). Они создали устройство сети SR подведения итогов, которое обнаруживает подпороговые сигналы, изготовленные, чтобы включать самошумовой компонент.
Исследователи сообщают о своих результатах на этой неделе в журнале Applied Physics Letters от AIP Publishing.«Функциональные возможности нашего устройства сети SR, которое полагается на плотные наноматериалы и эксплуатирует внутренний непосредственный шум при комнатной температуре, предлагают проблеск биовдохновленных электронных устройств будущего», сказал Мегуми Акай-Касая, доцент в Осакском университете.Исследователи знали за последние несколько десятилетий, что некоторые животные используют SR, чтобы увеличить передачу или обнаружение сигналов ниже порога обнаружения.
Рыба весла, живущая в грязных реках, например, может обнаружить, и таким образом питаться, самый близкий планктон только, когда есть второстепенный электрический шум, прибывающий из другой массы планктона. Фоновый шум используется, чтобы усилить сигналы соседнего планктона. Речной рак также использует SR, который является частью механического шума в воде, чтобы обнаружить тонкие движения хищников.Есть также доказательства, что человеческий мозг использует SR в визуальной обработке.
Необнаружимые световые сигналы к правому глазу становятся обнаружимыми посредством добавления шума к левому глазу. Позже, исследователи обнаружили, что добавление случайного шума, такого как SR, правильным способом, к электронным устройствам может увеличить обнаружительную способность сигналов и эффективность передачи информации.Есть два основных требования для развития основанного на SR электронного устройства: порог обнаружения сигнала и присутствие дополнительного шума.
Чтобы удовлетворить эти требования в их устройстве SWNT, исследовательская группа создала сеть SWNT, в которой до 300 углеродных нанотрубок были выровнены параллельные друг другу между электродами хрома, которые увеличили способность к обнаружению сигнала.Они functionalized SWNTs с phosphomolybdic кислотой (PMo12) молекулы, которые могут твердо адсорбировать на материалах графита, прежде, чем высушить устройство на электрической плитке на уровне 150 градусов Цельсия под атмосферным давлением. Адсорбция молекул PMo12 на SWNTs произвела дополнительный шум.
«SWNTs может быть генераторами непосредственного шума вследствие их высокой чувствительности к внешнему поверхностному волнению», сказал Akai-Kasaya. «Что мы нашли, то, что введение дополнительного разрушителя – молекулярная адсорбция, и особенно с адсорбцией PMo12 – произвело большой и настраиваемый тип электрического шума в дополнение к общему экологическому шуму».Группа проверила 10 различных молекул, адсорбированных в SWNTs как шумовые генераторы, и нашла, что комбинация SWNT/PMo12 была более двух раз столь же эффективной как другой SWNT functionalized комбинации.
«SWNTs предлагают многообещающий маршрут пониманию небольшого размера, суммируя устройство сети SR, которое использует молекулярное тепловое колебание как шумовой источник». Akai-Kasaya сказал.