技术突破 - 奥地利维也纳工业大学研究人员开发出超紧凑平行板电容结构 其间隙仅为32纳米 刷新了同类结构的微型化纪录 [1] - 该结构是一个可移动铝膜片与固定电极构成的平行板电容器 面向高精度传感器设计 是原子力显微镜等设备迫切需要的核心部件 [1] - 研究采用电学和机械振荡方式替代传统光学读取方案 以突破光学系统结构复杂、体积大、对环境稳定性要求高的瓶颈 [1] 工作原理与性能 - 纳米膜片与电极形成的电容与电感元件共同构成电学谐振电路 膜片的微小振动会引起电路共振频率变化 从而实现对极微弱机械振动的高精度测量 [1] - 该系统的测量噪声已降低至仅受量子物理基本定律限制的水平 测量精度逼近量子物理极限 [1][2] - 研究团队还展示了另一种完全基于机械结构的测量平台 不同的微机械谐振器被集成在同一芯片上 其振动可以相互耦合并传递信息 [2] 应用前景与优势 - 此次技术飞跃表明相关纳米结构已具备开发新一代高精度量子传感器的关键条件 有望推动量子测量技术和高端精密仪器的发展 [1] - 纯机械系统可在室温条件下工作 并在千兆赫兹频率范围内实现有效耦合 避免了传统量子传感实验对极低温环境的依赖 [2]