Dynamic Actuation of Single-Crystal Diamond Nanobeams
我们展示了单晶金刚石纳米机械器件的介电泳驱动。梯度射频电磁力用于实现悬臂梁和双夹持梁结构的致动，操作频率范围从几MHz到~ 50 MHz。频率调谐和参数驱动也进行了研究。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Quantized Displacement in Macroscopic Nanomechanical Oscillators
我们报道了毫开尔文温度下具有千兆赫范围谐振频率的纳米机械振荡器的离散位移的观测结果。振荡器是纳米加工的硅单晶结构，旨在提供两组不同的耦合元件，频率很低和很高。通过这种新颖的设计，频率确定元件的飞秒级位移被放大成整个微米尺寸结构的集体运动。所观察到的离散响应可能是由于在这些宏观纳米机械振荡器的量子制度的发病能量量子化。
2005-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Hybrid quantum device based on NV centers in diamond nanomechanical resonators plus superconducting waveguide cavities
我们提出并分析了一种混合器件，它是将一个具有单个内建氮空位（NV）中心自旋的微尺度金刚石梁集成到超导共面波导（CPW）腔中。我们发现在交流电场作用下，金刚石光束的量子化运动可以通过介质相互作用与单腔光子发生强耦合。与经由大磁场梯度的强自旋-运动相互作用一起，它提供了一种混合量子器件，其中金刚石谐振器可以强耦合到单个微波腔光子和单个NV中心自旋。这使得通过机械暗极化激元的NV自旋和CPW腔之间的相干信息传输和有效耦合成为可能。这种混合自旋机电装置，与外部场的可调谐耦合，提供了一个现实的平台，实现量子信息与单NV自旋，金刚石机械谐振器，和单微波光子。
2015-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Millisecond phonon lifetimes in piezoelectric nanomechanical resonators
Stanford University（斯坦福大学）
本研究制备出3.6吉赫兹下内部声子寿命达21毫秒的铌酸锂声子晶体谐振器，证实其寿命由外部耦合而非材料损耗决定，确立了铌酸锂兼具高本征品质与强机电耦合的特性。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Entanglement between nitrogen vacancy spins in diamond controlled by a nanomechanical resonator
我们提出了一种新型的纳米机电谐振器，其功能是基于磁场诱导偏转的适当的悬臂梁之间的氮空位（NV）在daimond自旋振荡。具体地说，我们考虑一个Si（100）悬臂梁涂有一个薄的磁性Ni膜。磁弹性应力和磁场感应扭矩被用来诱导一个受控的悬臂梁偏转。它示出，根据系统参数的值，引起的不对称性的悬臂梁偏转大幅修改系统的特性。特别地，NV自旋之间的耦合强度和纠缠度可以通过磁弹性应力和磁场诱导的扭矩效应来控制。我们的理论建议可以在实验上实现，与之前在P.Rabl等人，Phys.Rev.B79，041302（R）（2009）中报道的最大耦合强度相比，NV自旋之间的耦合强度可能增加数倍。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid quantum device with nitrogen-vacancy centers in diamond coupled to carbon nanotubes
我们发现，氮空位（NV）中心的金刚石与悬浮的碳纳米管进行直流电流接口可以促进自旋纳米机械混合装置。我们证明了一个单一的NV自旋和悬浮纳米管的振动模式之间的强磁力相互作用可以通过外部控制系统参数进行设计和动态调谐。这种具有强的\emph{intrinsic}和\emph{tunable}磁力耦合的自旋纳米机械设置允许构建具有NV中心和碳基纳米结构的混合量子器件，以及具有自旋量子位的声子介导的量子信息处理。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single crystal diamond nanobeam waveguide optomechanics
光机械装置灵敏地利用光来激发和致动纳米机械结构的运动。单晶金刚石有望提高光机械器件的性能，同时也为纳米机械与金刚石色心自旋和相关量子技术的接口提供了机会。在这里，我们展示了耗散波导-光机耦合超过35 GHz/nm的金刚石纳米梁支持光波导模式和机械谐振，并使用这种光机耦合测量纳米梁位移的灵敏度$9.5$ FM/ $\sqrt{\text{Hz}}$和光学带宽$>150$ nm。纳米梁是由体光学级单晶金刚石使用可扩展的底切蚀刻工艺制造的，并且在室温下支持具有品质因子$2.5 \times 10^5$的机械共振，并且在低温条件（5 K）下支持具有品质因子$7.2 \times 10^5$的机械共振。机械自振荡，光热效应和光学机械效应之间的相互作用，观察到超过200 nm的振幅为子$μ$ W吸收的光功率，表现出潜在的光学机械激发和操纵的金刚石纳米机械结构。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coupling spins to nanomechanical resonators: Toward quantum spin-mechanics
自旋力学研究纳米机械谐振器中自旋系统与机械振动之间的相互作用，并探索其在量子信息处理中的潜在应用。在本教程中，我们总结了各种类型的自旋机械谐振器，并讨论了腔QED类和陷阱离子类自旋机械耦合过程。综述了利用金刚石中带负电荷的氮空位和硅空位中心实现这些工艺的方法。展望达到完整的量子制度的自旋力学，其中量子控制可以发生在单自旋和单声子的水平，讨论了强调应变耦合的缺陷中心的轨道自由度的关键作用。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast optical cooling of a nanomechanical cantilever by a dynamical Stark-shift gate
纳米机械谐振器的有效冷却对于探索宏观或介观系统的量子特性至关重要。我们提出了这样一个纳米机械悬臂梁的激光冷却方案，它的工作，即使在低频机械模式和弱冷却激光。在强磁场梯度作用下，悬臂梁表面附着金刚石氮空位中心，并通过动态斯塔克位移门辅助冷却。我们的方案可以有效地提高所需的冷却效率，通过避免非共振和意外的载流子跃迁，从而冷却到振动基态附近的悬臂梁在一个快速的方式。
2015-04-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable amplification and cooling of a diamond resonator with a microscope
控制机械谐振器的动力学是许多量子科学和计量学应用的核心。金刚石谐振器的光机械控制是有吸引力的，由于金刚石的优良的物理性质和它的主机的能力，可以相干耦合到机械运动的电子自旋。利用共聚焦显微镜，我们展示了金刚石纳米机械谐振器运动的可调谐放大和阻尼。通过波导光机械读出观察到简正模从室温冷却到80 K，以及光功率的$60\,μ\text{W}$放大成自振荡。该系统是有前途的量子自旋光学力学，因为它被预测，使光学控制的应力-自旋耦合率为$\sim$ 1 MHz（100太赫兹）的钻石氮空位中心的基态（激发）。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
High-Q optical nanocavities in bulk single-crystal diamond
单晶金刚石以其独特的光学、力学和热学性质，在经典光学和量子光学领域有着广泛的应用前景。然而，异质外延生长和可扩展的制造技术的缺乏仍然是阻碍金刚石光子学更广泛发展和应用的主要限制因素。在这项工作中，我们克服了这个困难，通过调整角度蚀刻技术，以前开发的实现金刚石纳米机械谐振器，制造赛道谐振器和光子晶体腔体中的大块单晶金刚石。我们的器件具有超过10^5的大光学品质因数，并在宽波长范围内工作，涵盖可见光和电信。这些新开发的高Q值金刚石光学纳米腔为丰富的应用打开了大门，从非线性光学和化学传感，到量子信息处理和腔光学力学。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effect of Helium Ion Implantation on 3C-SiC Nanomechanical String Resonators
本文研究氦离子注入产生的点缺陷对预应力3C-SiC纳米机械弦谐振器性能的影响，提出基于欧拉-伯努利梁理论的方法确定杨氏模量与预应力，发现低剂量注入不影响机械性能，而高剂量下拉伸应力和阻尼率发生特征性变化。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall
Sub-harmonic resonant excitation of confined acoustic modes at GHz frequencies with a high-repetition-rate femtosecond laser
我们提出了亚谐波共振光激发飞秒激光作为一种新的方法表征的声子和纳米机械系统在千兆赫兹到太赫兹的频率范围。这种方法适用于调查的限制声模式在一个独立的半导体膜。通过调谐飞秒激光的重复频率，通过机械共振的次谐波，我们放大了机械振幅，直接测量的线宽与兆赫的分辨率，推断的相干激发的振动态的寿命，准确地确定系统的品质因数，并确定与飞秒分辨率的机械运动的振幅。
2010-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
