Для определения ультрамалых масс в настоящее время широко используются электромеханические резонаторы. Наиболее широко используются кремниевые резонаторы; одним из лучших результатов, которых удалось сейчас достичь, является разрешение 7∙20-
δm=(2meff/f0)∙δf.
R=2meff/f0 называется откликом резонатора и является очень важным параметром резонатора, поскольку чем больше R, тем выше чувствительность резонатора. 1021 Гц/г к настоящему моменту является наиболее высоким достигнутым значением отклика.
Из-за чрезвычайно низкой массы углеродных нанотрубок (УНТ) они являются очень перспективными с точки зрения чувствительности материалами для электромеханических резонаторов, поэтому изготовление устройства на их основе и стало задачей испанских ученых. Они осадили одностенные УНТ на подложку из кремния с нанесенным слоем SiO2, после чего методом электронно-лучевой литографии изготовили на ее основе транзистор с Cu/Au электродами (рис. 1).
Полученный резонатор обладал добротностью Q=20..50 в полном соответствии с предыдущими данными, однако при охлаждении его до 20 К добротность возросла до 800..2000. Это очень важно, однако ключевыми являются именно измерения чувствительности прибора и его разрешения. Для проведения этих исследований на резонатор методом термического испарения осаждали хром, массу которого оценивали исходя из скорости осаждения и площади поверхности УНТ. Хром был выбран из-за высокой энергии связи с УНТ, а скорость осаждения измеряли с помощью кварцевого резонатора при осаждении хрома в течение 120 с.
Зависимость δf от δm показана на рис. 2 и свидетельствует о том, что R=1.1∙1025 Гц/г, что на 4 порядка выше ранее полученных результатов. Формула R=2meff/f0 дает значение R=3.3∙1025 Гц/г, что близко к экспериментальным результатам. Кроме того, полученный резонатор обладает очень высоким разрешением, что было определено из флуктуаций f0. Из данных, представленных на рис. 3, получается, что разрешение составляет 2.5∙10-
Таким образом, электромеханический резонатор на основе УНТ обладает высокими добротностью, разрешением и откликом.