⑴ 什麼是機電耦合
機電耦合是指機械系統與電氣系統之間的交互作用。具體解釋如下:
定義:在機電耦合中,電氣元件的運作能夠影響機械性能,同時機械繫統的狀態也能反過來影響電氣系統的表現。這種相互作用在許多設備中都非常常見,如汽車發動機、電梯、風力發電裝置等。
納機電系統:NEMS是機電耦合在納米尺度上的應用,它專指特徵尺寸在1到100納米的、以機電結合為主要特徵的器件與系統。NEMS技術可以看作是MEMS技術的延伸,但其在納米尺度上展現出新的效應,如尺度效應、表面效應等,這些效應的解析需要依賴微觀與介觀物理的知識。
應用:研究NEMS系統的一個重要目標是測量微小力與位移,其靈敏度極高,能夠檢測到質量達10^21克、力達10^21牛頓的微小量。這種高靈敏度使得NEMS系統在測量單個核子的核自旋以及實時測量大分子三維結構等方面具有廣泛應用前景。
電場與光場的耦合:在NEMS系統中,振子的振動與電場耦合,受電場控制。而在納米光機械繫統中,與機械振子耦合的是光場而非電場,這使得NOMS在光學器件和非線性光學實驗等方面具有獨特的應用價值。