Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowatorska sieć szkoleniowa dokonuje przełomowych odkryć wywołując nanowstrząsy na powierzchni układów scalonych

Zastosowanie materiałów piezoelektrycznych pozwala na wywoływanie nanowstrząsów na układach scalonych wyprodukowanych w technologii półprzewodnikowej dzięki przyłożeniu zmiennego napięcia elektrycznego, które wprawia elementy w ruch. Innowacyjna sieć szkoleniowa umożliwiła wykorzystanie tych nanowstrząsów w nowych zastosowaniach skupionych wokół różnych dziedzin – od nanotechnologii kwantowych, aż po mikrochemię.

Technologie przemysłowe

Pod koniec XIX wieku Lord Rayleigh, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki, przewidział istnienie pewnego wyjątkowego rodzaju fal. Fale Rayleigha, które rozprzestrzeniają się w elastycznej powierzchni Ziemi, są odpowiedzialne za siłę trzęsień ziemi. Znaczące zmniejszenie skali tych fal i wykorzystanie ich w nanoskalowych układach scalonych pozwala nam na uzyskanie współczesnych akustycznych fal powierzchniowych (SAW). Dzięki wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, uczestnicy projektu SAWTrain stworzyli innowacyjną sieć szkoleniową ukierunkowaną na kontrolowanie nanostruktur półprzewodnikowych dzięki takim falom. Zespół skupiony wokół projektu postanowił wykorzystać nanowstrząsy w celu zmiany parametrów elektrycznych i optycznych, co umożliwia realizację nowych funkcji elementów.

Niewielkie fale akustyczne o ogromnych możliwościach

We współpracy ze swoim zespołem, koordynator projektu Hubert Krenner skupił się na możliwości zastosowania nowatorskiego rozwiązania w technologiach informatycznych nowej generacji, jednocześnie tworząc całkowicie nowe obszary zastosowań. Jak twierdzi Krenner: „Głównym zastosowaniem akustycznych fal powierzchniowych jest przetwarzanie sygnałów o częstotliwościach liczonych w gigahercach (GHz), na których opierają się wszystkie współczesne rodzaje komunikacji bezprzewodowej. Inne zastosowania nowej technologii obejmują mikrofluidykę – jej zastosowanie pozwoli na przetwarzanie niewielkich ilości płynów na układach scalonych. Miniaturowe laboratoria chipowe mogą wykorzystywać nanowstrząsy do poruszania i mieszania niewielkich kropel, co pozwala na znaczące przyspieszenie badań medycznych”. Zespół skupiony wokół projektu skoncentrował się na wykorzystaniu akustycznych fal powierzchniowych na potrzeby nanotechnologii kwantowych, nanosystemów optycznych, czujników o niespotykanej dotąd czułości, a także przyspieszenia reakcji chemicznych.

Nanowstrząsy zmieniają świat

Projekt SAWTrain okazał się bardzo owocnym przedsięwzięciem. Naukowcy na wczesnych etapach kariery opracowali oraz opublikowali swoje wyniki w wielu ważnych czasopismach naukowych, w tym między innymi w Nature Physics, Physical Review X oraz Nature Communications. Dodatkowo w magazynach Applied Physics Letters oraz Journal of Physics D zostały opublikowane dwa podsumowania ważnych, nowych odkryć. Co więcej, projekt SAWTrain był głównym impulsem, który doprowadził do publikacji wydania specjalnego poświęconego akustycznym falom powierzchniowym w nanosystemach półprzewodnikowych prestiżowego magazynu Journal of Physics D: Applied Physics. Koordynator projektu SAWTrain, Hubert Krenner, a także główni badacze Paulo Santos i Mauricio de Lima zostali zaproszeni jako redaktorzy gościnni wydania. Jak wyjaśnia Krenner z niekrytym entuzjazmem: „Dziewięć spośród dwudziestu pięciu artykułów powstało we współpracy z naukowcami na wczesnych etapach karier pracujących nad projektem SAWTrain. Projekt SAWTrain stał się europejską marką związaną z akustycznymi falami powierzchniowymi, ponieważ we współpracy z naszymi studentami i wybitnymi współpracownikami z całego świata udało nam się opracować wizje rozwoju naszej dziedziny nauki, zgromadzone w planach rozwoju AFP na 2019 rok”.

Więcej niż sam udział w badaniach

Młodzi naukowcy przejęli inicjatywę na wiele sposobów. „Nasi współpracownicy wykonali fantastyczną pracę samodzielnie organizując i prowadząc wydarzenia networkingowe oraz szkoleniowe. Ze względu na ich wielki sukces, przydzieliliśmy dwukrotnie wyższy budżet na realizację tych wyjątkowych działań, pozwalających na rozwój uniwersalnych umiejętności miękkich, które pomogą im na kolejnych szczeblach karier zawodowych”, dodał Krenner. W ramach projektu SAWTrain zostały również przeprowadzone szeroko zakrojone działania informacyjne oraz popularyzatorskie we współpracy z Deutsches Museum w Monachium, jednym z największych na świecie muzeów nauki i technologii. W ramach tej współpracy zespół opracował i zbudował eksponat prezentujący technologię akustycznych fal powierzchniowych widzom, prezentowany podczas dni otwartych w laboratoriach oraz festiwali naukowych, takich jak Europejska Noc Naukowców 2018. Pierwszy absolwent projektu SAWTrain ukończył studia doktoranckie z najwyższymi wyróżnieniami w lutym 2019 roku i otrzymał już indywidualne stypendium dla badaczy z tytułem doktora w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, dzięki któremu może kontynuować swoją pracę. Wszystko wskazuje na to, że prawdziwy wstrząs dopiero nadchodzi, a projekt SAWTrain jest tylko jego zapowiedzią – z niecierpliwością czekamy na to, co przyniesie przyszłość.

Słowa kluczowe

SAWTrain, akustyczne fale powierzchniowe (AFP), nanowstrząsy, fale, półprzewodniki, szkolenia, nanosystemy, kwantowe, nanotechnologie, czujniki, mikrofluidyka, laboratoria chipowe

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania