A general procedure for thermomechanical calibration of nano/micro-mechanical resonators
我们提供了一个详细的描述的一般程序，通过该程序可以使用其热运动的纳米/微机械谐振器进行校准。简要介绍了这种谐振器的运动方程，然后详细推导了相应的功率谱密度（PSD）函数。使用有限元法（FEM）建模和分析计算来确定许多不同谐振器几何形状的有效质量。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall
Giant Tunable Mechanical Nonlinearity in Graphene-Silicon Nitride Hybrid Resonator
高品质因数的机械谐振器在发展经典或量子技术中显示出巨大的前景。与此同时，在发展可控的机械非线性方面也取得了进展。在这里，我们将这两个发展方向结合在一个由耦合氮化硅（SiNx）和石墨烯机械谐振器组成的平台上。我们表明，非线性响应可以诱导大面积SiNx谐振器模式，并可以有效地控制它耦合到一个门可调，自由悬挂的石墨烯模式。在SiNx谐振器表面上测量的混合模式的诱导非线性响应是巨大的，具有最高的测量Duffing常数之一。我们观察到一种新的声子频率梳，我们使用它作为测量值的替代验证，以及与测量结果总体一致的数值模拟。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall
Coherent interplay between surface acoustic waves and coupled mechanical resonators: transition from plasmon-like to surface mediated coupling
在微尺度上对机械运动的操纵一直吸引着人们的关注，导致了各种对经典和量子信息处理具有潜在影响的策略的成功实施。在这里，我们提出了一种基于一对本地化的机械谐振器和行波表面声波（SAW）之间的相互作用的方法。我们证明了一个双边的相互作用的存在，允许使用SAW触发和控制谐振器振荡，并通过谐振器耦合操纵基板上的弹性能量分布。的谐振器运动的矢量结构的观察揭示了两个耦合制度的存在，偶极-偶极样的相互作用在小的分离距离与表面介导的机械耦合在较大的分离。这些结果说明了这个平台的潜力，在谐振器水平的机械振动的相干控制，并使用亚波长元件操纵SAW传播的控制。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall
Logic-Memory Device of a Mechanical Resonator
我们报告的多功能操作的基础上，在一个单一的微机电系统（MEMS）谐振器的非线性动力学。这封信的重点是一个逻辑存储器设备，使用闭环控制和非线性MEMS谐振器，其中多种状态共存。为了获得在MEMS谐振器的逻辑和存储器操作，我们研究了非线性动力学与控制输入。基于实验和数值模拟，我们开发了一种新的设备，结合了或门和存储器功能在一个单一的MEMS谐振器。
2014-07-17 cond-mat.mes-hall
High quality-factor mechanical resonators based on WSe2 monolayers
悬浮单层过渡金属-二硫属化物（TMD）是一种结合了超低质量和优异光学性能的膜，使其成为光机械应用的有趣材料。然而，到目前为止，TMD谐振器的低测量品质因数一直是一个障碍。在这里，我们报告了一个超灵敏的单层TMD谐振器，使我们能够揭示其在低温下的机械性能的光学读出。我们发现，单层WSe 2谐振器的品质因数在室温以下大大增加，在液氮温度下达到1.6E^4，在液氦温度下达到4.7E^4。这超过了具有类似表面积的单层石墨烯谐振器的品质因数。在冷却谐振器时，由于WSe 2晶格的热收缩，谐振频率显著增加。这些测量使我们能够实验研究的热膨胀系数的WSe 2单分子膜的第一次。在基于MoS 2和MoSe 2单层的谐振器中也发现了高Q因子。在这项工作中发现的高品质因数的耦合机械振动态的二维激子，谷赝自旋，和单量子发射器，并为量子光机械实验的基础上的Casimir相互作用开辟了新的可能性。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall
Sensing Kondo correlations in a suspended carbon nanotube mechanical resonator with spin-orbit coupling
研究了悬浮碳纳米管（CNT）量子点器件中的电子-机械耦合。在电子隧穿过程中，由于自旋-轨道耦合，电子自旋耦合到弯曲振动模式。在弱耦合极限下，即电子-振动耦合远小于电子能量标度，通过计算动态自旋磁化率可以得到CNT谐振器的阻尼和谐振频率偏移。我们发现近藤区的强自旋翻转散射过程对碳纳米管的机械运动有显著的影响：近藤效应导致了碳纳米管共振器的强阻尼和频移.
2019-03-17 cond-mat.mes-hall
Improving the read-out of the resonance frequency of nanotube mechanical resonators
我们报告了一种超灵敏碳纳米管机械谐振器的电学检测方法。采用RLC谐振器和基于4.2K冷却的高电子迁移率晶体管的放大器降低了检测方法的本底噪声。这使我们能够以前所未有的质量解决纳米管谐振器的谐振频率。我们表明，在4.2 K测量的谐振频率的噪声是有限的谐振器本身，而不是由测量的不精确性。积分时间为125 ms时，阿伦偏差达到~10^-5。当比较Allan偏差与幂律的积分时间依赖性时，指数接近~1/4。Allan偏差可能受到纳米管表面上颗粒扩散的限制。我们的工作为基于机械纳米谐振器的质谱和表面科学实验带来了希望。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall
Classical dynamics of a nano-mechanical resonator coupled to a single-electron transistor
我们分析了耦合到单电子晶体管（SET）的纳米机械谐振器的动力学在该制度中的谐振器的行为经典。一个主方程推导出描述的耦合系统的动力学，然后用于获得SET的平均电荷状态和谐振器的平均位置的运动方程。我们表明，SET的谐振器上的行动是非常相似的一个热浴，因为它会导致一个稳态的概率分布的谐振器，可以描述的谐振器的位置，重整化频率，有效温度和固有的阻尼常数的平均值。包括非本征阻尼和有限温度的影响，我们发现，仍然有实验可访问的制度，谐振器的固有阻尼仍然占主导地位的行为。我们还获得了通过SET的平均电流作为耦合到谐振器的函数。
2003-07-22 cond-mat.mes-hall
Discrete-time quadrature feedback cooling of a radio-frequency mechanical resonator
我们采用了一种反馈冷却方案，它结合了高频混频和数字信号处理。嵌入在一个dc SQUID的2 MHz的微机械谐振器的频率和阻尼率的调整与反馈，和主动冷却到14.3 mK的温度证明。这种技术可以应用于GHz谐振器，并允许灵活的控制策略。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
Tuning mechanical modes and influence of charge screening in nanowire resonators
我们探测InAs纳米线（直径~ 100 nm）谐振器的机电性能，其中悬浮纳米线（NW）也是场效应晶体管（FET）的有源沟道。我们观察和解释的非单调色散的谐振频率与直流栅极电压（VgDC）。电子屏蔽对谐振器特性的影响可以在振幅中看到。我们观察到机械模式与VgDC的混合。我们还实验探测和定量解释的滞后非线性特性，作为VgDC的函数，使用Duffing方程的谐振器。
2010-01-18 cond-mat.mes-hall
Amplitude calibration of 2D mechanical resonators by nonlinear optical transduction
利用法布里-珀罗干涉技术对机械共振进行非接触表征是研究原子薄膜力学和动力学性质的有力工具。然而，通常不执行幅度校准，或者仅通过对设备参数（诸如其质量或温度）进行假设来执行幅度校准。在这项工作中，我们展示了一种校准技术，直接测量的振荡幅度，通过检测高次谐波所产生的非线性光学转换。采用这种技术，我们校准的二维纳米机械谐振器的共振振幅，而不需要知道他们的机械性能，驱动力，几何距离或激光强度。
2017-11-16 cond-mat.mes-hall
High-frequency nanotube mechanical resonators
我们报告了一种简单的方法来制造高频纳米管机械谐振器可重复。我们测量的谐振频率高达4.2 GHz的基本本征模和11 GHz的高阶本征模。使用短的悬浮纳米管和通过在纳米管中引入拉伸应力来实现高频共振。这些设备使我们能够确定单个纳米管的热膨胀系数，该系数为负，在室温下约为-0.7E-5 1/K。由纳米管制成的高频谐振器有望用于质量传感和量子极限实验。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall
Stamp transferred suspended graphene mechanical resonators for radio-frequency electrical readout
我们提出了一种简单的微操作技术，将悬浮的石墨烯薄片转移到任何衬底上，并将它们与小的局部化门组装成机械谐振器。石墨烯的机械运动使用电的、射频（RF）反射读出方案来检测，其中时变石墨烯电容器反射f=5-6 GHz的RF载波，从而产生f +/- fm的调制边带。一个机械谐振频率高达fm=178 MHz的证明。我们发现硬化/软化Duffing效应对不同的样品，并获得一个临界振幅约40 pm的非线性在石墨烯机械谐振器的发病。作为DC偏置电压Vdc的函数的机械谐振的品质因数的测量表明，由于石墨烯电极中的运动诱导的位移电流引起的耗散在高频和大Vdc下是重要的。
2012-03-04 cond-mat.mes-hall
Symmetry breaking in a mechanical resonator made from a carbon nanotube
纳米管表现为半柔性聚合物，因为它们可以弯曲相当大的量。当将纳米管集成在机械谐振器中时，预期弯曲会破坏恢复电势的对称性。在这里，我们报告一个新的检测方法，使我们能够证明这种对称性破缺。该方法探测纳米管谐振器在接近零频率的运动;该运动是共振激发振动的第二泛音的低频对应物。我们发现，对称性破缺导致机械共振的光谱展宽，并在室温下下降到100以下的表观品质因数。室温下的低品质因数是纳米管谐振器的一个显著特征，其起源多年来一直难以捉摸。我们的研究结果揭示了对称破缺在纳米管谐振器力学中所起的作用。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall
Ultrasensitive Displacement Noise Measurement of Carbon Nanotube Mechanical Resonators
基于单个碳纳米管的机械谐振器是质量和力的特殊传感器。这些超轻谐振器中的力灵敏度通常受到振动检测中的噪声的限制。在这里，我们报告了一个超灵敏的方案的基础上的RLC谐振器和低温放大器来检测纳米管的振动。我们还展示了一种新的机电纳米管谐振器的制造工艺，以减少悬浮纳米管和栅极之间的分离下降到$\sim 150$ ~nm。这些在检测和制造方面的进步使我们能够达到$0.5~\mathrm{pm}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$位移灵敏度。在300 mK低温下冷却的热振动被检测到，其信噪比高达17 dB。我们证明了$4.3~\mathrm{zN}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$力灵敏度，这是迄今为止用机械谐振器实现的最佳力灵敏度。我们的工作是对单个核自旋成像和研究不同量子电子输运机制中机械振动和电子之间耦合的重要一步。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Electron pumping in graphene mechanical resonators
石墨烯中高频振动和金属传输的结合使其成为纳米机电设备的独特材料。在这封信中，我们表明，石墨烯为基础的纳米机电设备非常适合电荷泵，由于其传输系数的静电势和机械变形的扰动的敏感性，与潜在的新型小规模设备与有用的应用。
2012-03-02 cond-mat.mes-hall
Tension mediated nonlinear coupling between orthogonal mechanical modes of nanowire resonators
研究了双钳位InAs纳米线谐振器正交弯曲模之间的非线性耦合。这两个正交模是由基模的对称破缺和简并度提升形成的。当一个模式被驱动到大振幅时，出现了Duffing非线性。在这种情况下，由于大振幅振荡引起的张力，模式耦合，并反映在没有强烈驱动的模式的滞后响应中。我们研究了机械模式的驱动-驱动响应，以阐明非线性模式耦合在这种机械谐振器中的作用。这里研究的耦合模式的动力学可以证明是有用的技术应用，如纳米线为基础的矢量力传感。
2018-08-03 cond-mat.mes-hall
Fractal-like mechanical resonators with soft-clamped fundamental mode
自相似结构自然发生，并已被用于工程奇异的物理特性。在这里，我们表明，声学模式的分形系统的张弦可以显示增加的机械品质因数由于耗散稀释的增强。我们描述了一个现实的谐振器的设计，其中的基本模式的品质因数的增强多达两个数量级相比，一个简单的字符串具有相同的大小和张力。我们的研究结果可以在力传感，腔量子光学力学和悬浮测试质量的实验开辟新的途径。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
Radio frequency electrical transduction of graphene mechanical resonators
我们报告了石墨烯机械谐振器的射频电读出。机械运动的驱动和检测直接通过使用矢量网络分析仪，采用本地门，以尽量减少寄生电容。研制了无电阻双钳位样品，在77 K时，其谐振频率约为34 MHz，品质因数约为10000，信噪比大于20 dB。除了比电射频混频方法快两个数量级之外，这项技术还为石墨烯在射频器件（如滤波器和振荡器）中的应用铺平了道路。
2010-12-20 cond-mat.mes-hall
Strong coupling between mechanical modes in a nanotube resonator
我们报告的纳米管谐振器的机械模式之间的非线性耦合。在泵-探测实验中揭示了耦合，其中示出了由泵力驱动的模式来修改用探测力测量的第二模式的运动。在第二系列实验中，我们仅用一个振荡力致动谐振器。机械共振的特点是具有可重复的下降，峰值和跳跃时，测量模式与另一种模式的频率比为2或3的异国情调的线形。传统的线形恢复失谐的频率比使用附近的栅电极上的电压。奇异的线形归因于机械模式之间的强耦合。控制与栅极电压的耦合强度的可能性，持有承诺的各种实验，如量子操纵，机械信号处理，和研究的量子到经典的转变。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear damping in mechanical resonators based on graphene and carbon nanotubes
碳纳米管和石墨烯可以制造出色的纳米机械谐振器。它们有望用于各种科学和技术应用，包括质量，力和电荷的传感，以及介观尺度下量子现象的研究。在这里，我们发现纳米管和石墨烯谐振器的动力学实际上是非常奇特的。我们提出了一个前所未有的情况下，机械耗散完全由非线性阻尼。作为一个惊人的结果，品质因数Q强烈地依赖于运动的幅度。这种情况是从根本上不同于其他谐振器，其耗散是由线性阻尼项占主导地位。我们认为，这种差异源于碳纳米管和石墨烯的降维。此外，我们利用非线性性质的阻尼，以提高品质因数的纳米管/石墨烯谐振器。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall
Optomechanical coupling between a multilayer graphene mechanical resonator and a superconducting microwave cavity
由诸如石墨烯的二维晶体制成的机械谐振器的低质量密度、高频率和高品质因数的组合使得它们对于力感测/质量感测中的应用以及探索机械运动的量子机制具有吸引力。具有超导腔的微波光力学提供了精确的位置灵敏度，并且能够在量子基态中制备和检测机械系统。在这里，我们展示了一个多层石墨烯谐振器与高$\textit{Q}$超导腔之间的耦合，其品质因数高达220，000。利用热机械噪声作为校准，我们实现了17 fm/ $\sqrt{\text{Hz}}$的位移灵敏度。光机械耦合表现为光机械诱导反射（OMIR）和吸收（OMIA）的微波光子。我们观察到17分贝的机械微波放大和强大的光机械反作用的签名。我们提取的协同$C$，耦合强度的表征，定量地从测量没有自由参数，并找到$C=8$，有希望的石墨烯运动的量子制度。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall
Cooling and Self-Oscillation in a Nanotube Electro-Mechanical Resonator
纳米机械谐振器被成功地用于将机械运动耦合到其他自由度，如光子，自旋和电子。使用光子可以有效地冷却和放大机械振动，但不能使用其他自由度。在这里，我们展示了一种简单而强大的方法，使用电子进行冷却，放大和自振荡。这是通过在稀释冰箱中通过悬浮的纳米管施加恒定（DC）电子电流来实现的。我们证明冷却到$4.6\pm 2.0$量子振动。我们还观察到自振荡，这可能会导致突出的不稳定性的电子输运通过纳米管。我们把观察到的冷却和自振荡的起源归因于一种非线性效应。这项工作表明，电子可能成为一个有用的资源，量子操纵的机械谐振器。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Quantum entanglement of a tunneling spin with mechanical modes of a torsional resonator
我们求解了描述隧穿大自旋与扭转振子耦合的薛定谔方程。能谱研究了各种量子制度。计算了磁化率和噪声谱。研究表明，亚纳米振子的自旋与机械模的纠缠导致了自旋隧穿的退相干。对于较大的振荡器，隧穿自旋的存在可以通过共振时机械模式的分裂来检测。我们的研究结果适用于磁性分子耦合到纳米谐振器的实验。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
Parametric strong mode-coupling in carbon nanotube mechanical resonators
碳纳米管（CNTs）具有共振频率高、质量轻、品质因数高等优异性能，在纳米机械器件中的应用受到了广泛关注。在这里，我们报告的第一个实验实现的两个机械模式之间的参数强耦合在一个单一的CNT纳米机械谐振器，通过施加额外的微波泵。这种参量泵浦方法可以用来耦合具有任意频率差的机械模式。机械谐振器的性能检测单电子隧穿在低温下，这被发现是强耦合到两个模式。两个模式之间的耦合强度可以通过泵浦功率来调节，将耦合状态从弱设置为强。这种可调谐性可能是有用的，在进一步的声子操纵碳纳米管。
2016-12-27 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes: Nonlinear high-Q resonators with strong coupling to single-electron tunneling
碳纳米管（CNTs）是一种与单电子隧穿强耦合的非线性高Q谐振器。我们首先描述几种方法来检测CNT谐振器的弯曲运动。接下来，我们说明了如何在量子点CNT谐振器中的单电子隧穿导致机械谐振频率的急剧下降和显着的阻尼。我们讨论了四种不同的贡献的CNT谐振器的非线性振荡：梁状机械非线性，由于栅极引起的机械张力，静电非线性和非线性由于单电子隧穿的非线性，并提供定量估计其强度。最后，我们展示了如何大响应的CNT谐振器的谐振频率的栅极电压或张力的变化，使CNT谐振器非常适合用于参数激励和研究不同的机械模式之间的耦合。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall
Terahertz detection using mechanical resonators based on 2D materials
我们已经研究了太赫兹检测方案的基础上混合的电信号在一个电压依赖的电容制成的悬浮石墨烯。我们已经分析了相干和非相干检测制度，并比较其性能与最先进的状态。使用高振幅本机振荡器，我们预计在相干模式的量子有限检测的潜力。灵敏度源于原子级薄石墨烯或石墨烯相关2D材料的非凡机械和电学特性。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall
Parametric amplification and self-oscillation in a nanotube mechanical resonator
由单个纳米管制成的机械谐振器的一个特点是谐振频率可以广泛调谐。在这里，我们利用这一特性来实现参量放大和自振荡。参量放大的增益可以高达18.2dB，并且由于非线性阻尼而在高参量泵浦下趋于饱和。这些测量使我们能够确定线性阻尼力的系数。相应的阻尼率低于从共振的线形（没有泵浦）获得的阻尼率，支持最近报道的描述由非线性力在纳米管谐振器中阻尼的情况。结合纳米管共振力学和参数放大的可能性为未来的超低力传感实验带来了希望。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Nanotube mechanical resonators with quality factors of up to 5 million
碳纳米管机械谐振器吸引了相当大的兴趣，因为它们的小质量，高质量的表面，和原始的电子状态，他们主机。然而，它们的小尺寸导致难以测量的脆弱振动状态。在这里，我们观察到品质因数$Q$高达$5\times10^6$在超净纳米管谐振器在低温恒温器温度为30 mK，其中我们定义$Q$作为谐振频率的线宽的比率。要测量如此高的品质因数，需要采用超低噪声方法来快速检测微小的振动，并仔细降低静电环境的噪声。我们观察到，测量的品质因数波动，因为谐振频率的波动。我们测量的品质因数是创纪录的高，他们是可比的最高$Q$报告的机械谐振器的尺寸大得多，一个显着的结果，考虑到减少谐振器的尺寸通常是伴随着降低品质因数。超小尺寸和超大尺寸$Q$的结合为超灵敏探测方案和量子光学机械实验提供了新的机会。
2015-03-31 cond-mat.mes-hall
Two-Mode Squeezed States and Entangled States of Two Mechanical Resonators
我们研究了一个由一个直流SQUID组成的器件，它的两个部分的环路作为两个机械谐振器。该器件可以模拟量子光学中的参量下转换过程。我们证明了两个过阻尼机械谐振器可以产生双模压缩态，其中两个机械谐振器的阻尼常数大于dc-SQUID和两个机械谐振器之间的耦合强度。因此，我们表明可以产生这两个机械谐振器的纠缠态。
2007-06-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
FPU physics with nanomechanical graphene resonators: intrinsic relaxation and thermalization from flexural mode coupling
非线性系统中的热化是统计力学中的一个中心概念，自Fermi，Pasta和Ulam（FPU）的开创性工作以来，已经在理论上得到了广泛的研究。使用分子动力学和连续建模的振铃设置，我们表明，由于非线性模式耦合的热化本质上限制了纳米机械石墨烯鼓的品质因数，并把它们变成FPU物理的潜在测试床。我们发现的热化率$Γ$是独立的半径和缩放为$Γ\sim T^*/ε_{\rm pre}^2$，其中$T^*$和$ε_{\rm pre}$是有效的谐振腔温度和预应变。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall
Mechanical detection of carbon nanotube resonator vibrations
利用一种新型的扫描力显微镜方法，在大气压空气中对碳纳米管谐振器的弯曲振动进行了机械检测。基阶和高阶弯曲本征模在高达3.1GHz的振幅亚纳米分辨率成像。多壁纳米管的共振频率和本征模态与双固支梁的弹性梁理论一致。然而，对于单壁纳米管，共振频率显著偏移，这归因于制造产生例如松弛。松弛的影响进行了研究，通过下拉管与尖端，这大大降低了共振频率。
2007-12-19 cond-mat.mes-hall
SQUID Detection of Quantized Mechanical Motion
我们预测，量子化的机械运动可以通过将机械谐振器嵌入到量子SQUID中来检测。如果系统被调谐到当SQUID的等离子体频率与谐振器频率匹配时的状态，则系统的双简并量子能级被SQUID和谐振器之间的耦合分裂。观察到作为外通量函数的避免交叉将是机械运动量子性质的明确证据。我们还研究了最大化水平分裂的条件。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall
Near-resonant nuclear spin detection with megahertz mechanical resonators
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；AMOLF（阿莫夫纳米光子学中心）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
利用兆赫兹机械谐振子通过磁场梯度耦合核自旋，通过测量谐振器频率方差实现单个核自旋的检测。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall
Design of Black Phosphorus 2D Nanomechanical Resonators by Exploiting the Intrinsic Mechanical Anisotropy
黑磷（P）是一种可以被隔离为单个2D晶体片的层状材料，由于其在每个原子层中的波纹晶体结构，其表现出高度各向异性的机械性能，这对于2D纳米机械设备是有趣的。在这里，我们奠定了框架，描述独立的黑色P结构的机械共振响应，通过使用分析建模和数值模拟相结合。我们发现，较厚的设备（> 100纳米）在弹性板制度的工作表现出明显的机械各向异性的签名，并可以导致新的多模谐振特性的模式序列，形状和取向的偏好，是不可用的纳米机械谐振器的各向同性材料。此外，通过研究具有不同几何形状的器件，我们确定了非对称器件中谐振响应对晶体取向的依赖性，并评估了各向异性程度的影响。这些结果表明，利用黑P中的机械各向异性来构建具有可工程化多模功能的新型2D纳米机械设备和谐振换能器是一条途径。
2015-04-04 cond-mat.mes-hall
Cavity-Assisted Back Action Cooling of Mechanical Resonators
我们分析了由驱动谐振子（腔）辅助的机械谐振器的动态反作用冷却的量子机制。我们的治疗适用于光机械和机电实现，并包括在驱动振荡器的热噪声的影响。在微扰的情况下，我们推导出相应的运动主方程使用Nakajima-Zwanzig形式主义和计算相应的输出光谱的光机械的情况下。在此基础上，分析了小腔线宽下的强光机耦合区。最后，我们考虑了任意输入功率下两个耦合振子的稳态协方差矩阵，得到了最终机械占有率的解析表达式。这是用来优化驱动器的失谐和输入功率的实验相关的参数范围，包括“基态冷却”制度。
2008-05-09 cond-mat.mes-hall
Ultrasensitive force detection with a nanotube mechanical resonator
自原子力显微镜问世以来，机械谐振器已被用于研究各种各样的现象，如单个电子自旋的动力学，正常金属环中的持续电流和卡西米尔力。这些实验的关键是测量弱力的能力。在这里，我们报告的力传感实验的灵敏度为1/2 zN Hz^（-1/2）在1.2 K的温度下使用的谐振器由碳纳米管制成。基于互相关电噪声测量的超灵敏方法与参数下转换相结合，用于检测由弱力引起的纳米管的低振幅振动。通过施加已知的电容力来量化力灵敏度。这种检测方法还允许我们测量纳米管在低温下的布朗振动。纳米管谐振器的力传感技术为探测和操纵单个核自旋以及磁力测量提供了新的机会。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall
An opto-electro-mechanical system based on evanescently-coupled optical microbottle and electromechanical resonator
演示了二氧化硅光学微瓶谐振器和GaAs机电谐振器之间的消逝耦合。这种耦合提供了高的光学灵敏度和机械运动的有效压电可控性。基于光机检测和机电控制的光机电反馈控制在室温下的加热和冷却机制进行。这种反馈方案可以推广到具有任意结构和材料的机电谐振器中的热机械运动的有效控制。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-organized synchronization of mechanically coupled resonators based on optomechanics gain-loss balance
我们研究集体非线性动力学的蓝失谐光机械腔，机械耦合到一个未驱动的机械谐振器。通过控制驱动场的强度，我们设计了一个机械增益，平衡了未驱动谐振器的损耗。这种增益-损耗平衡对应于两个耦合的机械谐振器同时进入自持极限环振荡状态的阈值。因此，根据机械耦合率、光致机械增益和弹簧效应以及谐振器之间的频率失配，出现了丰富的集体动力学集合，例如同相和异相同步。此外，我们引入了二次耦合，诱导增强的同相同步。这项工作显示了如何声子传输可以远程诱导耦合机械谐振器阵列的同步，并开辟了新的途径，计量，通信，声子处理，和新的存储器的概念。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent phonon manipulation in coupled mechanical resonators
17世纪中期，人们首次在成对摆钟中观察到耦合机械振荡，并对其新颖的交感振荡动力学进行了广泛的研究。在这个时代的纳米技术，耦合振荡再次出现作为感兴趣的主题时，实现在纳米机械谐振器的实际应用和基础研究。然而，这种架构的进一步发展的一个关键障碍是相干操纵耦合振荡的能力。这种限制是由于组成纳米机械元件之间通常弱耦合的结果。在这里，我们报告参数耦合的机械谐振器中，耦合强度可以通过调制（泵）的应力，通过压电换能器的机械元件进行动态调整。参数控制使得两个谐振器之间的耦合率能够被制造得如此强，以至于它超过它们的固有能量耗散率超过四倍以上。这种超强耦合可以用来通过两个耦合的振动模式在谐振器之间相干地转移声子布居，即声子拉比振荡，实现两个模式的叠加态及其时域控制。更出乎意料的是，参数耦合的性质也可以从线性一阶相互作用调谐到非线性高阶过程，其中多于一个的泵浦声子介导相干振荡。这种多泵浦声子混合的演示与多波光子混合相呼应，并表明非线性光学的概念也可以应用于机械系统。最终，参量泵浦不仅可用于控制经典振荡，而且还可以扩展到量子领域，开辟了纠缠两个不同的宏观力学对象的前景。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
Cooling a micro-mechanical resonator by quantum back-action from a noisy qubit
我们研究了量子位退相在量子反作用冷却机械谐振器中的作用。以超导磁通量子比特为例，我们证明了只有当量子比特的退相速率足够低时，才能实现机械谐振器的基态冷却。
2009-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High precision displacement sensing of monolithic piezoelectric disk resonators using a single-electron transistor
单电子晶体管（SET）可以用作极其灵敏的电荷检测器。机械位移可以转换为电荷，因此，SET可以成为机械振荡的灵敏探测器。利用压电材料实现机械谐振器是研究小能量振荡的一个重要途径。除了耦合到传统的电路，应变产生的压电电荷允许通过SET检测测量超小振荡。在这里，我们探讨使用SET检测剪切模式振荡的6毫米直径的石英圆盘谐振器的谐振频率约9兆赫。我们使用传统的DC SET测量机械振荡，或者使用SET作为零差或外差混频器，或者最后作为射频单电子晶体管（RF SET）。RF-SET读出被证明是最灵敏的方法，使我们能够测量低于1 E-13米的机械位移幅度。我们的结论是，基于SET的检测提供了一个潜在的达到机械振动的量子极限的灵敏度。
2018-02-19 cond-mat.mes-hall
Real-time measurement of nanotube resonator fluctuations in an electron microscope
基于低维材料的机械谐振器为探索广泛的物理现象提供了一个独特的平台。机械振动态确实对电荷、自旋、光子和吸附质量极其敏感。然而，路障通常是谐振器的读出，因为对于较小的谐振器，振动状态的检测变得越来越困难。在这里，我们报告了一种前所未有的灵敏度的方法来检测有效质量在10^-20公斤范围内的纳米管谐振器。我们首次使用电子显微镜的光束来实时解析纳米管的机械波动。我们获得充分的访问热驱动的布朗运动的谐振器，在空间和时间域。我们的研究结果确立了碳纳米管谐振器技术在室温下的可行性，并为观察纳米力学中新的热力学机制和量子效应铺平了道路。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall
Demonstration of Motion Transduction Based on Parametrically Coupled Mechanical Resonators
高精度、低反作用的机械谐振器运动的普适传感在超微弱信号检测中具有至关重要的意义，而超微弱信号检测在现代物理学中起着基础性的作用。在这里，我们提出了一个通用的方案，机械转移的谐振器的运动不能直接测量到一个可以精确测量使用机械频率转换。实验结果表明，该方案在室温下的运动不精确度和反作用力均低于目标谐振腔的本征能级，与理论预测一致.这里开发的方案提供了一个任意的机械谐振器和高量子效率的位移传感器之间的有效接口，并有望在高要求的机械力测量中找到广泛的应用。
2013-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity cooling of a mechanical resonator in the presence of two-level-system defects
通过量子反作用力的腔冷却可以从机械谐振器提取热波动以到达量子基态。机械谐振器中的表面或体两能级系统（TLS）缺陷可以通过形变势与机械模式耦合，并对冷却过程产生显著影响。在这里，我们开发了一个理论来研究腔冷却的机械模式中存在的TLS缺陷，使用绝热消除技术。我们的结果表明，冷却过程强烈依赖于共振和阻尼率的TLS。
2011-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooling of a Micro-mechanical Resonator by the Back-action of Lorentz Force
采用半经典方法，我们描述了一个芯片上的冷却协议的微机械谐振器采用超导磁通量子比特。由谐振器位移的被动反作用产生的洛伦兹力可以通过向量子比特施加适当的微波驱动来冷却机械谐振器的热运动。我们表明，这种芯片上的冷却协议，具有良好的控制冷却功率和被动反作用的可调响应时间，可以是非常有效的。在适当的实验参数下，谐振腔的有效模温可以降低几个数量级。
2009-02-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic manipulation of mechanical resonators in the high amplitude regime through optical backaction
腔光学机械通过反作用冷却和放大实现机械谐振器的主动操纵。这种用延迟的光学力来控制机械运动的能力最近刺激了一场在量子基态实现机械谐振器的竞赛。在这里，而不是淬火光机械运动，我们证明了高振幅操作的纳米机械谐振器，利用一个高效的声子产生过程。在这种情况下，纳米机械谐振器从光场获得足够的能量，以克服双阱势的大能量势垒，导致纳米机械减速和零频率奇异性，如早期理论所预测的。除了小力的参数放大的基础研究和兴趣，光学机械反作用也预计为研究离散力学状态打开新的窗口，并促进应用。在这里，我们实现了一个非易失性的机械存储器元件，其中位写入和复位，通过控制跨越屏障的机械阻尼经由光机械反作用。我们的研究为耦合机械谐振腔系统的能量动力学提供了新的视角，并使利用腔光力学原理的新型功能器件成为可能。
2011-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent phonon dynamics in spatially separated graphene mechanical resonators
机械谐振器中的振动模式为经典信息和量子信息的接口和操纵提供了一个有希望的候选者。远距离机械谐振器之间的相干动力学的观察可以是可扩展的基于声子的应用的关键一步。在这里，我们报告了可调谐相干声子动力学的架构，包括三个石墨烯机械谐振器串联耦合，其中所有的谐振器可以通过控制门上的电信号来操纵。我们演示了空间分离的谐振器之间的相干拉比振荡间接耦合通过中间谐振器作为声子腔。拉比频率与控制门上的微波爆发功率非常吻合。我们还观察到拉姆齐干涉，其中振荡频率对应于这些谐振器之间的间接耦合强度。这种相干过程表明，振动模式中编码的信息可以在空间上分离的谐振器之间传输和存储，这可以打开基于按需声子的信息处理的场所。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kerr-like nonlinearities in an optomechanical system with an asymmetric anharmonic mechanical resonator
在基于Bogoliubov平均法的非久期微扰理论框架下，研究了具有非对称非简谐机械谐振腔的光机系统。在哈密顿量中出现了光子与振动量子的交叉克尔相互作用和类克尔自相互作用。这些相互作用由机械谐振器的振荡的三次和四次非线性以及在机械位移中是线性的腔-谐振器相互作用引起。我们证明了振动量子数的非线性行为，并发现这种行为是由交叉克尔相互作用控制的。结果表明，在没有驱动和耗散的情况下，腔（或机械谐振器）的构造的叠加Yurke-Stern-like态在某些时候解开系统的纠缠模式。所得到的结果提供了新的可能性，控制光学机械系统的非对称机械振荡。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable coupling of two mechanical resonators by a graphene membrane
耦合纳米机械谐振器是有趣的基础研究和实际应用，因为它们提供了丰富的和可调的振荡动力学。目前，这种系统中的机械耦合通常由固定的几何形状（诸如谐振器的关节夹持点或位移相关力）来介导。在这里，我们展示了一个石墨烯集成的机电系统，由两个物理上分离的机械谐振器组成-一个梳状驱动器和一个悬浮的硅梁-它们通过石墨烯膜可调谐地耦合。此外，石墨烯膜为两个谐振系统硅结构提供了灵敏的电读出，在0.4~ 24 MHz的频率范围内显示出16种不同的模式。此外，通过在石墨烯膜上施加静电势到硅谐振器之一，我们控制的机械耦合，量化的$g$因子，从20 kHz到100 kHz。我们的研究结果铺平了道路耦合纳机电系统需要可控的机械耦合谐振器。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy Measurements and Preparation of Canonical Phase States of a Nano-Mechanical Resonator
我们表明，一个连续的量子非爆破测量的能量的纳米机械谐振器可以实现通过监测谐振器的量子点接触通过库珀对盒。这种技术可以进一步用于制备两个谐振器的高度非经典态，例如正则相位参考态和所谓的“正午”态。
2007-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nondeterminstic ultrafast ground state cooling of a mechanical resonator
我们提出了一种通过在辅助磁通量子比特上重复随机时间间隔测量来实现机械谐振器基态冷却的超快可行方案。我们发现，基态冷却可以实现与\emph{several}这样的测量。冷却效率几乎不依赖于任何两个连续测量之间的时间间隔。该方案对环境噪声也具有较强的鲁棒性。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Minimization of phonon-tunneling dissipation in mechanical resonators
微米级和纳米级机械谐振器最近已经成为用于先进技术应用（例如，移动通信和惯性传感器）的普遍存在的装置，并且作为用于基础科学工作的新颖工具。它们的性能在许多情况下受到机械阻尼的有害影响的限制。在这里，我们报告了一个显着的进步，了解和控制一般的机械谐振器中的支持引起的损失。我们首先介绍一个有效的数值求解器，基于“声子隧穿”的方法，能够预测高品质的机械谐振器的设计限制阻尼。此外，通过仔细的设备工程，我们隔离支持引起的损失，并进行第一次严格的实验测试，这种损失机制的强几何依赖性。我们的结果与理论非常吻合，证明了我们方法的预测能力。结合互补耗散机制的最新进展，我们的声子隧穿求解器代表了一个重要的一步，准确预测的机械品质因数。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic state back action on mechanical motion in a quantum point contact coupled to a nanomechanical resonator
该研究探究纳米机械谐振器与量子点接触耦合时电子态对机械运动的反作用，发现电导与频率相关，构建模型解释频率偏差，并提出用于研究准一维系统态密度的机电方法。
2024-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
