Архив номеров

Рассматривается принципиально новая схема графенового резонатора - дифференциальный резонатор, - позволяющая существенно повысить его чувствительность к осаждающейся на нем массе. Дифференциальный резонатор состоит из двух параллельно расположенных друг над другом графеновых слоев - верхнего, основного, и нижнего, дополнительного. Слои закреплены в изолирующих опорах, дополнительный слой расположен над проводящей поверхностью. Силовая связь между слоями осуществляется электростатическим полем в пространстве между ними. В такой механической системе возможно несколько положений равновесия. Рассматриваются свободные колебания около устойчивого положения равновесия. Напряженность электрического поля в пространстве между слоями подбирается таким образом, чтобы механическая система из двух графеновых слоев имела две близкие собственные частоты. Свободные колебания такой системы имеют вид биений. Характерная частота огибающей, называемая далее частотой биений, и равная половине разности собственных частот системы, гораздо ниже, чем парциальная собственная частота каждого из слоев. При осаждении частицы на верхнем слое, парциальная собственная частота этого слоя уменьшается. При этом характерная частота огибающей изменяется, причем малое изменение парциальной собственной частоты может привести к значительному изменению характерной частоты огибающей. Это обеспечивает дифференциальному резонатору более высокую чувствительность к массе обнаруживаемой частицы по сравнению с резонатором на основе одного слоя. В работе исследуется влияние различных параметров дифференциального резонатора на точность измерений.