微型“蹦床”引导声子在芯片中顺畅转弯

科技日报讯 （记者张佳欣）全球最疯狂的“蹦床”不仅能左右摇摆，还能“拐弯”。这款微型“蹦床”由德国康斯坦茨大学、丹麦哥本哈根大学和瑞士苏黎世联邦理工学院的物理学家共同设计并制造。其目的在于展示一种改进的声子传输方法，例如将其应用于微芯片中，引导声子通过狭窄的弯道。相关研究论文发表于最新一期《自然》杂志。

想象一下这样一张“蹦床”：它宽0.2毫米，表面厚度仅有两千万分之一毫米，整个表面布满了规则排列的圆形、三角形孔洞图案。而且这张“蹦床”一旦动起来，几乎不会损失任何动量，会一直摆动下去，根本停不下来。

这张“蹦床”的摆动方式可不止上下跳动这么简单。在其多孔表面的不同区域，“蹦床”能同时向不同方向摆动，包括横向摆动。在中心区域，甚至还有一个“蹦床中的蹦床”。最神奇的是，在这里，摆动会以完美的三角形“拐弯”。

实际上，这张“蹦床”是声子的波导，即一层由氮化硅制成的振动超薄膜。声子，可说是“声音量子”，即固体晶格振动的基本激发单元。

物理学家希望通过这张“蹦床”来展示如何利用独特的表面结构（基于数学拓扑原理），在几乎不损失动量的情况下，引导声子绕过弯角。这在需要引导信号绕过边缘和曲线的微芯片电路中尤为重要。

实验结果令人印象深刻。利用这张“蹦床”，声子能在几乎不损失动量的情况下，绕过120度的急弯，被“反弹”而非绕过弯角的声子数量不到万分之一。康斯坦茨大学物理学家奥德·齐尔伯格表示，这种超低损耗能够和当代电信设备匹配。