我学者在实验上制造出声二极管器件

2010-11-11 16:02 来源: 中国科学院
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  电二极管及相关器件的产生,对现代电子科技的技术革命具有里程碑式的意义。而声波是比电更为常见的能量载体,若能实现类似电子二极管的整流效应,无论在学术上还是在应用价值上都将具有重大意义。但由于线性条件下互易原理的限制,声整流的实现一直是物理学界的一大难题。

  南京大学物理学院声学研究所程建春研究小组日前在Nature Materials上发表研究成果,在声整流效应的道路上迈出了关键的一步。该研究小组巧妙地组合了超晶格结构与强声学非线性媒质,首次提出了可实现声整流效应的“声二极管”理论模型,并在实验上制造出了第一个真正的声二极管器件。

  2009年,该小组在Physical Review Letters上首次提出了有效的声二极管理论模型,引起物理学界的广泛关注。Physical Review Focus和Nature News相继对其进行了专题评述,在高度肯定该理论模型意义的同时,亦特别指出其实现恐路途多艰。但程建春及其同事仍坚定地将研究拓展到实验领域,打破常规思维,利用医学超声造影剂微泡与超晶格结构的有机组合,成功构建了第一个结构简单却效率极高的声二极管器件,在实验中观测到的最高整流比接近1万倍。

  该成果是复杂媒质中声能量控制研究领域的重大突破,可应用于各种需对声能量实现特殊控制的重要场合,更有望对医学超声治疗等关键领域产生革命性影响。Nature Materials审稿人对这一研究成果作出了高度肯定,认为该工作与电二极管一样具有重大影响力,将引起物理学界尤其是声学领域的高度兴趣。