微型“蹦牀”引導聲子在芯片中順暢轉彎

科技日報訊 （記者張佳欣）全球最瘋狂的“蹦牀”不僅能左右搖擺，還能“拐彎”。這款微型“蹦牀”由德國康斯坦茨大學、丹麥哥本哈根大學和瑞士蘇黎世聯邦理工學院的物理學家共同設計並製造。其目的在於展示一種改進的聲子傳輸方法，例如將其應用於微芯片中，引導聲子通過狹窄的彎道。相關研究論文發表於最新一期《自然》雜誌。

想象一下這樣一張“蹦牀”：它寬0.2毫米，表面厚度僅有兩千萬分之一毫米，整個表面佈滿了規則排列的圓形、三角形孔洞圖案。而且這張“蹦牀”一旦動起來，幾乎不會損失任何動量，會一直襬動下去，根本停不下來。

這張“蹦牀”的擺動方式可不止上下跳動這麼簡單。在其多孔表面的不同區域，“蹦牀”能同時向不同方向擺動，包括橫向擺動。在中心區域，甚至還有一個“蹦牀中的蹦牀”。最神奇的是，在這裏，擺動會以完美的三角形“拐彎”。

實際上，這張“蹦牀”是聲子的波導，即一層由氮化硅製成的振動超薄膜。聲子，可説是“聲音量子”，即固體晶格振動的基本激發單元。

物理學家希望通過這張“蹦牀”來展示如何利用獨特的表面結構（基於數學拓撲原理），在幾乎不損失動量的情況下，引導聲子繞過彎角。這在需要引導信號繞過邊緣和曲線的微芯片電路中尤為重要。

實驗結果令人印象深刻。利用這張“蹦牀”，聲子能在幾乎不損失動量的情況下，繞過120度的急彎，被“反彈”而非繞過彎角的聲子數量不到萬分之一。康斯坦茨大學物理學家奧德·齊爾伯格表示，這種超低損耗能夠和當代電信設備匹配。