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
DC voltage-sustained self-oscillation of a nano-mechanical electron shuttle
纳米机电系统（NEMS）的一个核心挑战是其有效的驱动。一个有前途的概念取代共振驱动是自振荡。在这里，我们展示了电压维持的自振荡的纳米机械电荷穿梭。在4.2 K下观察到数十亿次穿梭循环的稳定传输，产生具有尖锐耗散阈值的欧姆电流-电压曲线。在输入能量仅为几千瓦时的情况下，该方案适用于预期由库仑阻塞控制的单电子穿梭的毫开尔文机制。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Controlling Microscopic Friction through Mechanical Oscillations
我们详细研究了Tshiprut等人最近提出的建议。95，016101（2005）]通过使基底经受周期性机械振荡来调节纳米级的摩擦学性质。我们表明，无论是在粘滑和滑动制度的运动摩擦可以调整和减少通过控制施加基板横向激励的频率和幅度。我们表明，振动引起的摩擦减少的机制是不同的粘滑和滑动动力学。在第一个政权的效果的结果从一个巨大的增强表面扩散，而在第二个政权，这是由于洗衣板和振荡频率之间的相互作用，导致发生参数共振。此外，我们表明，对于特定的一组参数，它是可能的，以维持运动的唯一振荡。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall
Charge sensitivity enhancement via mechanical oscillation in suspended carbon nanotube devices
由单壁碳纳米管（SWNT）制成的单电子晶体管（SET）可以作为高灵敏度的电荷检测器操作，其灵敏度达到与金属射频SET（rf-SET）相当的水平。在这里，我们演示了如何可以通过使用单壁碳纳米管量子点的机械振荡来提高器件的电荷灵敏度。为了优化电荷灵敏度$δQ$，我们将机械谐振器驱动到远至非线性区域并将其偏置到其中机械三阶非线性被抵消的操作点。这样，在探测频率为$\sim$ 1.3 kHz时，我们将$δQ$从静态情况下的6 $μe/\sqrt{\textrm{Hz}}$增强到0.97 $μe/\sqrt{\textrm{Hz}}$。
2018-03-10 cond-mat.mes-hall
Mechanical Oscillation of Kinked Silicon Nanowires: a Natural Nanoscale Spring
我们进行经典的分子动力学模拟，以证明应用扭结硅纳米线（KSiNWs）作为纳米弹簧。在千兆赫频率范围内的弹簧类振荡成功地使用类似的程序作为一个经典的质量弹簧振荡器的致动。通过能谱分析，我们检测到了类似弹簧的机械振荡和其他一些低频振荡，在KSiNWs中，随着纵横比的减小，横模出现了维度交叉现象。我们的研究结果揭示了KSiNW的弹性特性，并为其在纳米机械器件中的应用开辟了一条道路。
2013-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-oscillations in field emission nanowire mechanical resonators: a nanometric DC-AC conversion
我们报道了自下而上的纳机电系统（NEMS）在恒定外加电压驱动的场发射过程中观察到的自振荡。探索机电模型，解释的现象，可以直接用于开发集成器件。在第一项研究中，我们已经实现了约50%的DC/AC（直流到交流电）转换。NEMS中的电自振荡为高速自主纳米谐振器和信号发生器的发展开辟了一条新的道路，并表明场发射（FE）是构建新纳米元件的强大工具。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall
Tuning domain wall oscillation frequency in bent nanowires through a mechanical analogy
本文通过将弯曲磁性纳米线中的畴壁振荡类比为机械摆，建立了理论模型，揭示了纳米线曲率与外磁场对振荡频率的影响，并与实验数据吻合，为相关器件设计提供了依据。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall
Acoustic radiation from a superconducting qubit: From spontaneous emission to Rabi oscillations
声自发发射到体量子阱中可以是量子器件中退相干的强源，特别是当量子比特存在压电材料时。我们研究了压电薄膜与声学谐振器耦合的量子比特的动力学行为。通过改变谐振器的表面形貌，从粗糙到抛光到成形，我们探索了从激发量子比特的快速衰减到量子比特和孤立声子模式之间的量子相干耦合的交叉。我们的实验方法可用于晶体振动的精确测量，量子存储器的设计，以及对介电损耗的机电贡献的研究。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Driving-voltage-induced mechanical force oscillations in metal quantum point contacts
我们预测金属量子点接触（纳米线）中的介观张力波动是由于接触上的有限电压引起的。它们是由于电子子系统的重新配置，并与接触的电流-电压特性的非线性相关。观察到的效果将直接证实最近提出的“自由电子”机制的变形下观察到的纳米线的介观力波动。讨论了相关的磁化率起伏和导线截面拓扑结构的作用
1998-05-22 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
Frequency modulated self-oscillation and phase inertia in a synchronized nanowire mechanical resonator
同步已被广泛报道的自振荡系统。然而，尽管它已经在理论上预测了几十年，但在高驱动状态下的相位自振荡（有时称为相位捕获）的实验实现直到最近才被研究。我们详细研究了具有内反馈的同步场发射SiC纳米机电系统中的相位动力学。更丰富的相位行为已明确确定，这意味着相位调制和惯性。这种同步机制有望对理解相互作用的自振荡网络的动力学和在纳米尺度上产生频率调制信号产生影响
2014-08-28 cond-mat.mes-hall
Mechanically-Assisted Current-Induced Switching of the Magnetic Moment in a Torsional Oscillator
切换的纳米磁体中的磁矩的方向进行了研究内的修改Slonczewski的模型，允许扭转振荡的磁体。我们发现，后者可能会抑制或协助磁化切换，这取决于参数。三个制度已被研究：扭转振荡单独的开关，开关的自旋极化电流与扭转振荡允许，和磁化开关的电流与机械扭曲相结合。我们表明，切换的磁矩是可能的，在所有三种情况下，并允许扭转振荡的磁铁可能有一定的优势，应用。相图计算显示的范围内的开关所需的参数。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall
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
Strong Cavity-Pseudospin Coupling in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides: Spontaneous Spin-Oscillations and Magnetometry
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）如MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$或WSe $_2$的电子态与二维（2D）光子腔之间的强耦合引起若干奇异效应。在单模电场作用下，具有大自旋轨道耦合的二维带隙半导体的Dirac型哈密顿量有利于纯Jaynes-Cummings型耦合.另外的圆偏振光束的存在下，引起谷和自旋依赖的腔QED属性。该腔使得TMDC单层充当片上相干光源和自发自旋振荡器。此外，腔中的TMDC单层是用于面内磁场的灵敏磁场传感器。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
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
A simple strobe to study high-order harmonics and multifrequency oscillations in mechanical resonators
介绍了一种简单的频闪装置，它具有研究微机械谐振器中高阶本征模和多频振荡的潜力。它需要标准设备，通常在许多实验室中找到，因此可以用于机械共振的公开演示。此外，这里提出的工作可以由本科生和/或教师在物理或工程大学的实验室课程准备实际工作。作为一个例子，微机械悬臂梁的动力学分析。事实上，使用我们的频闪设置，第一和第二弯曲本征模以及由两种模式的叠加组成的多频振荡已经成功地拍摄了配备有数码相机的传统光学显微镜。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall physics.ed-ph physics.ins-det
Self-sustained oscillations in nanoelectromechanical systems induced by Kondo resonance
我们研究了纳米机电系统的不稳定性和动力学特性，该系统由一个单电子器件代表，该器件包含通过非对称隧道接触连接到振动悬臂梁的可移动量子点。源和穿梭之间的电子隧穿中的近藤共振促进源自机械和电子/自旋自由度的强耦合的自持振荡。我们分析了两通道近藤穿梭机制的稳定性图，由于电动势的限制，给一个移动的穿梭，发现振荡的饱和振幅与近藤云的延迟效应。结果揭示了可能的途径，实验实现的动力学探测的近藤云，通过使用高调谐性的机械耗散以及超灵敏的检测机械位移。
2013-11-10 cond-mat.mes-hall
Optomechanical Self-Oscillations in an Anharmonic Potential: Engineering a Nonclassical Steady State
我们研究了光机械系统的自振荡，其中相干机械振荡是由驱动的光或微波腔引起的，对于非简谐机械振荡器势的情况。建立了一个半经典的分析模型，描述了弱非线性条件下的大振幅极限环。其结果是，我们预测的条件下实现亚泊松声子统计的稳定状态，表明经典禁止的行为。我们比较数值模拟，发现非常好的协议。我们的模型是相当普遍的，可以应用到其他物理系统，如捕获离子或超导电路。
2016-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charging of graphene by magnetic field and mechanical effect of magnetic oscillations
我们讨论了石墨烯基器件的量子电容导致其电荷密度在外部磁场变化下发生变化，电荷守恒，但重新分布到衬底或其他石墨烯片上。推导了理想石墨烯在强磁场中电荷重分布的精确解析表达式。当我们考虑杂质和温度时，影响减小，公式简化为标准的量子电容表达式。强调了量子电容在势场Casimir力实验中的重要性，提出了原子力显微镜技术在态密度测量中的应用。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective nonresonant excitation of vibrational modes in suspended graphene via vibron-plasmon interaction
我们从理论上研究了掺杂的石墨烯带悬挂在一个沟槽，并受到垂直于石墨烯平面极化的交流电场。在这样的系统中，外部ac场经由隔离的石墨烯片中的等离子体激元振荡耦合到相对慢的机械振动。我们表明，电场产生的机械模式的有效泵浦。结果表明，在欠阻尼等离子体振荡的情况下，力学振荡和等离子体振荡出现了一种特殊的几何共振。也就是说，当机械模式的波数与等离子体波的波数非常一致时，泵浦效率显著增加。泵浦强度随模式波数的增加而增加。尽管驱动场是均匀的，但这种现象允许不同机械模式的选择性致动。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
Electromechanical Oscillations in Bilayer Graphene
纳机电系统（NEMS）是介于基础研究和技术应用之间的一类设备。将石墨烯等新型材料集成到NEMS中可以研究它们在纳米级的机械和机电特性，并解决电子-声子相互作用和带隙工程等基本问题。在这项工作中，我们将单层和双层石墨烯集成到NEMS中，并探索它们的机械和电学性质之间的相互作用。我们发现，单层石墨烯纳米带的偏转导致其电阻线性增加。令人惊讶的是，我们观察到双层石墨烯的机电响应的振荡。所提出的理论模型表明，这些振荡是由于石墨烯层相对于彼此的横向位移而发生的量子力学干涉引起的。我们的工作表明，双层石墨烯隐藏了意想不到的丰富和新颖的物理学，在基于NEMS的应用中具有广阔的潜力。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
A novel general modeling of the viscoelastic properties of fluids: application to mechanical relaxation and low frequency oscillation measurements of liquid water
本文的目的是计算当处于热力学平衡的流体系统受到机械作用时，流体粒子的平均位置（和取向）的时间依赖性。这种新的理论方法的出发点是引入一个机械能功能。然后使用的惯性模式和作用温度的概念，并假设每个模式的机械能均分原则，该模型预测存在的动态相变的介质的流变行为从固体状发展到液体状政权时，机械作用增加。众所周知的牛顿行为恢复为极限情况。目前的建模应用于最近的液态水粘弹性数据的分析指出一个普遍的弹性行为在受限的几何形状。它表明，该模型使得有可能理解这些数据在一个连贯的和统一的方式与传输特性（粘度和自扩散系数）。它的结论是，任何有限体积的流体在静止时具有静态剪切弹性，因此应被视为固体状介质。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Spontaneous radiation of a two-level atom into multipole modes of a plasmonic nanoparticle
我们考虑位于球形等离子体纳米粒子（NP）附近的激发二能级系统（TLS）的弛豫。TLS的跃迁频率被假定为与NP等离子体共振的凝聚点的频率一致。我们表明，TLS激发的弛豫是一个两步的过程。在初始指数衰减之后，TLS进入拉比振荡。根据TLS和NP之间的距离，TLS处于激发态的概率呈现出混沌或接近规则的振荡。在后一种情况下，TLS-NP系统的本征频率与NP多极模式之一相一致。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Spontaneous photon emission from a semiconductor
当外加磁场变化时，半导体的能带和简并度会发生变化，类似于朗道能级的出现。这种交替导致能级的变化，从而导致量子力学的不稳定性。结果，发生自发光子发射和/或顺磁屏蔽效应。通过计算总能量变化，我们讨论了为什么这些影响必然会发生。此外，我们还计算了自发光子发射的速率和光谱，这是可以实验验证的。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of bifurcation amplifiers utilizing the nonlinear dynamical response of an optically damped mechanical oscillator
我们考虑一个标准的光机械系统，其中机械振荡器通过辐射压力相互作用耦合到腔模。振荡器在其谐振频率下被相干地驱动，而腔模式在其谐振频率以下被驱动，从而提供机械振荡的光学阻尼。我们研究了在这种装置中的机械振荡器的非线性相干响应。对于大的机械振幅，我们发现，系统可以显示动力学多稳态，如果光-机协同超过一个临界值。这种分析涉及标准的光学机械阻尼的动态吸引子已知的光学机械自持振荡的理论。我们还研究了热噪声和量子噪声的影响，并估计了噪声引起的系统稳定状态之间的切换率。然后，我们考虑这个系统的应用，主要集中在它如何可以被用来作为小的机械或光学信号的检测分叉放大器。最后，我们表明，在一个相关的，但更复杂的设置具有共振光机械相互作用，可以实现相同的效果与放宽要求的机械振荡的大小。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron correlations, spontaneous magnetization and momentum density in quantum dots
量子点的磁化强度是根据一个相对简单但精确可解的模型哈密顿量来讨论的。该模型预测的振荡在自旋极化作为一个固定的电子密度的点半径的函数。这些振荡磁化产生不同的签名中的电子气的动量密度，这表明有用的动量分辨光谱调查点系统的磁化。我们还提出了变分量子Monte Carlo计算包含12个电子的正方形点，以深入了解相关效应之间的相互作用的量子点的相似和不同的自旋。
2004-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Synchronization of an optomechanical system to an external drive
由有效的蓝色失谐激光驱动的光机械系统可以表现出机械振荡器的自持振荡。这些自振荡是观测同步的先决条件。在这里，我们研究机械振荡与外部参考驱动的同步。我们研究了两种情况下的参考驱动：（1）一个额外的激光施加到光学腔;（2）一个机械驱动直接施加到机械振荡器。从主方程描述，我们推导出一个微观阿德勒方程的两种情况下，有效的经典制度中的量子散粒噪声的机械自振子不发挥作用。此外，我们数值表明，在这两种情况下，同步也出现在量子制度。因此，光机系统是研究量子同步的一个很好的候选者。
2017-05-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multimode oscillation and its route to chaos in transverse-mode-coupled optomechanical resonators
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司基础研究实验室）
本文展示横模耦合光机平台，通过工程化机械模式抑制低阶内共振，实现稳定多模振荡，并观察拍频分数化及混沌，为高维非线性动力学提供可扩展平台。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Classical dynamical localization in a strongly driven two-mode mechanical system
本文报道在一个由两个耦合悬臂梁组成的强驱动双模光机系统中实现了动态局域化。由于耦合，机械振荡可以在杠杆之间传输。然而，通过将其中一个杠杆放置在谐波振荡的光阱中，我们证明了机械振荡变得紧密地束缚在孤立的杠杆上，而不是在特定的驱动参数下传播。利用动力学局域化效应在双模力学系统中诱导了导体到绝缘体的相变，这为进一步相干控制基于耦合机械谐振器的晶格中的输运现象开辟了新的可能性.
2017-06-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Synchronization in pairs of opto-thermally driven mechanically coupled micro-oscillators
研究了双箝位机械耦合硅微振荡器的同步现象。一个连续波激光束被用来驱动的微梁进入极限环振荡，并使用干涉检测的振荡。不同尺寸的器件用于引入频率失谐，并且连接微梁的短硅桥用作振荡器之间的机械耦合。绘制的MEMS系统中的失谐与耦合参数空间的同步区域，并与相应的，集总参数模型的数值分析进行比较。观察到三种振荡状态，即漂移状态、准周期状态和同步状态。数值模型还区分了同相和异相同步，其中在低耦合强度和低频率失谐下观察到异相同步。
2022-12-23 cond-mat.mes-hall nlin.AO nlin.PS
Optomechanical parametric oscillation of a quantum light-fluid lattice
双光子相干态是非线性光学和量子光学的主要支柱之一。它是产生最小不确定性量子态和纠缠光子对的基础，这些应用不能从标准相干态或单光子激光器获得。在这里，我们描述了一个完全谐振的光机械参量放大器，涉及一个极化激元凝聚体的陷阱晶格二次耦合到机械模式。二次耦合来自于由光机耦合引起的到扩展离散激发态的非共振虚拟跃迁。非共振连续波（CW）激光激发导致惊人的实验结果，包括出现optomechanically诱导的站点间参数振荡和站点间隧道的极化激元在离散的陷阱间失谐对应的两个参与的机械振荡（20和60 GHz的限制振动）的能量之和。我们表明，相干机械振荡对应的阈值条件不同的标准线性光机械自振荡的参数共振。相关的阿诺德舌头显示了一个复杂的情况下，国家的不稳定区域。所观察到的新现象可以应用于产生纠缠声子对、与传感和量子计算相关的压缩机械态，以及在技术相关范围内的信号双向频率转换。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
A frequency-tunable nanomembrane mechanical oscillator with embedded quantum dots
由量子发射器耦合到机械振荡器组成的混合系统在量子技术的基础科学和潜在应用中受到越来越多的关注。与大多数现有的工作相比，其中振荡器本征频率由制造过程不可逆地确定，我们在这里提出了一种简单的方法来获得基于悬浮纳米膜的频率可调谐机械谐振器。该方法依赖于一个微机械压电致动器，我们用它来驱动与嵌入式量子点的悬浮Ga（Al）As膜的谐振振荡，并微调其机械本征频率。具体而言，我们通过向致动器施加AC电压来激发具有至少60 MHz的频率的振荡，并且通过DC电压连续地改变膜中的弹性应力状态来调谐本征频率至少25倍于其线宽。光激发量子点发出的光被用作灵敏的局域应变计，以监测振荡频率和振幅。我们希望我们的方法有可能适用于其他光学机械系统的基础上可能在量子制度的电介质和半导体膜。
2019-05-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Twisting Optomechanical Cavity
机械旋转和振荡的频率比光的频率低得多，因此它们通常不会相互耦合。在这封信中，我们表明，扭转机械振荡的光学腔可以耦合到光学模式，通过引入双折射，产生非简并模式在腔中：普通和非常的光线。扭曲空腔混合它们并调节电磁能量。通过对总能量的量子化，得到了扭转光机械哈密顿量，揭示了光可以共振驱动扭转振动。
2022-10-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
