Инженеры из Калифорнийского университета (UC San Diego) использовали свойства так называемых плазмомеханических метаматериалов для разработки механического осциллятора с оптическим управлением. Уникальный механизм, связывающий оптический и механический резонансы позволял продемонстрированному образцу поддерживать колебания бесконечно долго, используя энергию света.

Такое устройство может применяться в качестве эталона частоты для точной калибровки измерения времени в наручных электронных часах, компьютерах, GPS-навигаторах и во многом другом оборудовании. Результаты исследования были опубликованы вчера журналом Nature Photonics.

Изготовленный авторами статьи прототип внешне напоминает миниатюрный конденсатор. Он состоит из двух пластин габаритами 500×500 мкм, разделённых воздушным зазором шириной 3 мкм. Верхняя — двухслойная мембрана из золота с крестообразными прорезями (наноантеннами) и нитрида кремния, нижняя — металлический рефлектор.

Падающий свет полностью поглощается наноантеннами и преобразуется в тепло. Коэффициент теплового расширения золота больше, чем у нитрида кремния, поэтому при нагреве верхняя пластина изгибается. Ширина воздушного зазора между пластинами изменяется, из-за чего система начинает поглощать меньше световой энергии, охлаждается и возвращается в прежнее положение. После этого цикл повторяется снова.

В экспериментах колебания возникали под действием излучения мощного лазера, однако в перспективе, по мнению учёных, для срабатывания такого устройства, интегрированного в обычные чипы, будет достаточно обычного светодиода.