Damping and decoherence of a nanomechanical resonator due to a few two level systems
我们考虑一个量子模型的纳米机械弯曲梁谐振器与浴包括几个阻尼隧穿二能级系统（TLS）的相互作用。与谐振器与欧姆自由振荡器浴双线性相互作用（例如，建模箝位损耗）相比，机械谐振器阻尼是振幅相关的，而机械位置状态的量子叠加的退相干仅微弱地依赖于它们的空间分离。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Damping of metallized bilayer nanomechanical resonators at room temperature
我们研究了金薄膜随后沉积在一组最初裸露的，双箝位，高应力氮化硅弦谐振器在室温下的影响。推导了双层复合材料的共振频率、品质因数和阻尼的解析表达式，为从实验数据中确定复合材料结构的有效弹性参数提供了理论依据。我们发现逆品质因数与金膜厚度成线性比例，表明整体阻尼由金属中的损耗决定。相应地，与裸氮化硅弦谐振器相比，机械线宽增加超过一个数量级。此外，我们提取的机械品质因数的金膜的两个弯曲模式，并表明，它们可以通过在一个单一的步骤中的金属的完全沉积增强，这表明表面和界面损耗在金属薄膜中起着至关重要的作用。
2014-09-19 cond-mat.mes-hall
Synchronization of two anharmonic nanomechanical oscillators
我们研究了基于非谐纳米机电谐振器的振荡器的同步。我们的实验实现允许前所未有的观察和控制参数的动态同步。我们发现实验数据和理论描述的反应耦合Duffing谐振器与完全饱和的反馈增益之间的定量协议。在同步状态下，我们证明振荡器的相位噪声显着降低，这对于传感器和时钟应用至关重要。我们的工作建立了从纳米机械谐振器构建的振荡器网络形成了一个理想的实验室，以研究其高品质因数，小占地面积，易于与现代电子信号处理技术的协同集成的同步。
2013-05-03 cond-mat.mes-hall
Measuring the Momentum of a Nanomechanical Oscillator through the Use of Two Tunnel Junctions
我们提出了一种方法来测量纳米机械振荡器的动量p。p探测器基于Aharonov-Bohm型设置中的两个隧道结。其中一个隧穿振幅依赖于振子的运动，另一个则不依赖。虽然假设探测器和振荡器之间的耦合在振荡器的位置x处是线性的，但事实证明，探测器的有限频率噪声输出通常包含与振荡器的动量谱成比例的项。这是一种真正的量子现象，如果探测器的隧穿振幅的相位被Aharonov-Bohm通量Φ调谐到p敏感值，则可以在实践中实现。
2008-01-16 cond-mat.mes-hall
Time-dependent quantum transport in a resonant tunnel junction coupled to a nanomechanical oscillator
本文采用非平衡格林函数方法研究了纳米机械振荡器与共振隧道结耦合时的量子输运。一个任意的电压被施加到隧道结和引线中的电子被认为是在零温度。在这里考虑系统的瞬态和稳态行为，以探索作为时间函数的振荡器的量子动力学。用非微扰方法研究了与点上电子强耦合的纳米机械振子的声子分布特性。我们考虑从电子到振子的能量转移和Fano因子作为时间的函数。我们讨论了纯态和混合态的纳米机械振荡器的量子动力学。我们已经发现量子振荡器和经典振荡器之间的显著差异。特别地，经典振荡器的能量将总是被电子耗散，而量子振荡器保持在激发态。这将为旨在研究振荡器量子行为的实验设计提供有用的见解。
2010-01-24 cond-mat.mes-hall
Coherent Signal Amplification in Bistable Nanomechanical Oscillators by Stochastic Resonance
随机共振是一个反直觉的概念[1，2];将噪声添加到噪声系统中会导致其响应的相干放大。随机共振最初被认为是冰河时代周期性重现的一种机制，现已在各种宏观物理系统中发现双稳态激光器[3]，SQUID [4，5]，磁弹性带[6]和神经生理系统，如蟋蟀[7]和小龙虾[8]中的受体。虽然随机共振作为相干信号放大的一种机制非常重要，但在纳米尺度系统中还没有观察到随机共振。在这里，我们报告的随机共振的观察，在可控制的高速纳米机械存储单元的实现中可以发挥重要作用的纳米机械硅振荡器。我们的纳米机械系统被激发成动态的双稳态状态，并被调制以诱导可控的开关;白噪声的加入显示出信号强度的显着放大。纳米机械系统中的随机共振为探索宏观量子相干性和隧穿以及控制纳米级量子系统以最终用作鲁棒量子逻辑器件铺平了道路。
2006-03-06 cond-mat.mes-hall
Response of parametrically-driven nonlinear coupled oscillators with application to micro- and nanomechanical resonator arrays
在弱非线性极限下，利用长期摄动理论计算了耦合非线性振子阵列对参数激励的响应。小阵列振子的精确结果用于指导大阵列运动方程的数值积分分析。结果提供了一个定性的解释，最近的实验[Buks和Roukes，cond-mat/0008211，出现在J. MEMS（2002）]，涉及参数激励微机械谐振器阵列。未来的实验建议，可以提供定量测试的理论预测。
2002-08-20 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Fluctuations and Decoherence in Nanomechanical Devices Coupled to the Tunnel Junction
我们分析了一个纳米机械振荡器耦合到一个电子隧道结与任意电压施加到结和任意温度的电子在铅的动力学。我们得到的振子位置的波动，它的阻尼/退相干率，和通过该结构的电流的显式表达式。结果表明，量子加热的振荡器的电流-电压特性的非线性的结果。还讨论了机械真空涨落的影响。
2002-09-06 cond-mat.mes-hall
Damping in high-frequency metallic nanomechanical resonators
在0.1 - 4 K的温度范围内，通过测量多晶Al纳米机械谐振器的谐振频率和品质因数随温度的变化关系，研究了多晶Al纳米机械谐振器的阻尼特性。两种制度是明确区分的交叉温度为1 K。低于1 K，我们观察到的对数温度依赖的频率和线性依赖的阻尼，不能解释现有的标准模型。我们将这些现象归因于两级系统的影响，其特征在于出乎意料的长（至少两个数量级以上）的弛豫时间，并讨论可能的微观模型，这样的系统。我们的结论是，二能级系统的动力学是由它们的相互作用与一维声子模式的共振器。
2010-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Damping and decoherence of Fock states in a nanomechanical resonator due to two level systems
我们数值研究了耦合到环境中的机械谐振器模式的初始量子Fock态的衰减及其叠加，该环境包括相互作用，阻尼隧穿两能级系统（TLS）缺陷。一个，三个，和六个近共振的情况下，相互作用的TLS的依次被认为是和它被发现，谐振器显示欧姆浴一样的衰减行为与少至三个TLS的。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing superfluid $^4\mathrm{He}$ with high-frequency nanomechanical resonators down to $\mathrm{mK}$ temperatures
超流体，如超流体$^3\mathrm{He}$和$^4\mathrm{He}$，表现出广泛的量子现象和激发，这是这些系统所特有的。纳米级机械谐振器是灵敏且多功能的力检测器，具有在阻尼中操作多个数量级的能力。使用纳米机械双钳束极高的品质因数（$Q>10^6$），我们探测超流$^4\mathrm{He}$从超流转变温度下降到$\mathrm{mK}$温度的频率高达$11.6 \, \mathrm{MHz}$。我们的研究表明，纳米梁阻尼由$^4\mathrm{He}$的正常分量的流体动力学粘度高于$1\,\mathrm{K}$。在$0.3-0.8\,\mathrm{K}$温度范围内，弹道准粒子（声子和旋子）决定了光束的行为。在较低的温度下，阻尼饱和，并通过磁动损耗或进入氦的声发射来确定。值得注意的是，所有这些不同的制度，可以提取只有一个单一的设备，尽管阻尼变化超过六个数量级。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Photonic Cavity Synchronization of Nanomechanical Oscillators
振荡系统的同步是一种常见的自然现象，并逐渐成为现代物理学中的一个重要概念。纳米机械谐振器由于其可控的振荡特性和可工程化的非线性，是研究同步的理想系统。在这里，我们展示了两个纳米机械振荡器通过光子谐振器的同步，使机械隔离的纳米机械谐振器之间的光机械同步。光学反作用引起机械谐振器的反应性和耗散性耦合，导致谐振器的相干振荡和相互锁定，其动力学超出了广泛接受的相位振荡器（仓本）模型。除了振荡器之间的相位差之外，它们的幅度也被耦合，导致同步载波信号周围出现边带。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
A coherent nanomechanical oscillator driven by single-electron tunnelling
单电子晶体管作为纳米机械谐振器的一部分，代表了电子-声子耦合的极限。虽然它允许快速和灵敏的机电测量，但它也引入了来自电子隧穿的反作用力，随机扰动机械状态。尽管这种反作用的随机性，在强耦合的条件下，它预计将创建自我维持的相干机械振荡。在这里，我们使用振动碳纳米管晶体管的时间分辨测量来验证这一预测。这种机电振荡器与激光器有着有趣的相似之处。单电子晶体管在电偏压作用下作为增益介质，谐振腔作为声子腔。尽管非常规的工作原理，这不涉及受激发射，我们确认，输出是相干的，并证明其他激光行为，包括注入锁定和频率通过反馈变窄。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall
Comment on recent Physical Review Letter by Gaidarzhy, et al. "Evidence for quantized displacement in macroscopic nanomechanical oscillator."
在最近的一封信中，Gaidarzhy等人声称已经观察到了纳米机械振荡器量子化位移的证据。我们认为，证据，分析，索赔，并提出的结论是相反的预期从量子力学和弹性理论的基本原理，作者所使用的方法是不适合的原则上观察的量子化的能量状态的纳米机械结构。
2005-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear damping and dephasing in nanomechanical systems
我们提出了一个微观理论的非线性阻尼和失相的低频本征模式在纳米和微机械系统。这两种效应的机制是热激发的振动模式的散射所考虑的本征模式。对于非线性阻尼，散射伴随着$2\hbarω_0$的能量转移，对于退相，散射是准弹性的。我们发展了一种形式主义，它允许研究空间均匀系统和具有强非均匀性的系统，这是光滑的热模式的典型波长，但不是他们的平均自由程。我们确定的非线性类似物的朗道-鲁默，热弹性，和Akhiezer机制，并找到依赖的弛豫参数的温度和系统的几何形状。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanical damping via electron-assisted relaxation of two-level systems
我们报告的耗散和频率噪声测量毫开尔文温度的纳米机械设备覆盖铝。在外加磁场的情况下，金属层从超导态转变为正常态后，观察到明显的过剩阻尼。除了耦合到声子浴的内部隧穿系统的标准模型之外，在这里，我们考虑到传导电子的弛豫以及应力/无应力器件的机械色散定律的性质。有了这些关键成分，一个模型描述了由于与电子和声子的相互作用而导致的结构内部两能级系统的弛豫，该模型具有良好的分离时间尺度。此外，我们在正常状态下测量了过量的1/f型频率噪声，这进一步强调了传导电子的影响。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanomechanical motion measured with precision beyond the standard quantum limit
纳米机械振荡器是超灵敏力、质量和运动探测器的核心。随着这些探测器的灵敏度越来越高，它们将遇到量子力学定律所施加的测量极限。例如，如果一个振荡器的位置测量的不精确性被推到标准量子极限（SQL）以下，量子力学要求振荡器的运动被扰动的量大于SQL。最小化这种量子反作用噪声和非基本或技术噪声需要信息有效的测量。在这里，我们集成了一个微波腔光学机械系统和一个几乎无噪声放大器到一个干涉仪，以实现低于SQL的不精确度。由于微波干涉仪在低温下自然工作，振荡器的热运动被最小化，从而产生灵敏度为0.51 aN/rt（Hz）的优异的力检测器。此外，所展示的有效测量是将机械振荡器与其他量子系统纠缠的关键一步。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall
Damping-dependent thermalization of neighboring nanomechanical resonators below 1 mK
Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；EDWATEC SA（EDWATEC公司）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所）
研究揭示了纳米机械谐振子在低温下的热化行为，发现其阻尼与热耦合相关，且热化过程不受泵功率等外部因素影响。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall
Near-field cavity optomechanics with nanomechanical oscillators
腔增强的辐射压力之间的光学和机械自由度的耦合允许量子限制的位置测量，并引起动态反作用，使放大和冷却的机械运动。在这里，我们展示了纯粹的色散耦合的高Q纳米机械振荡器的超高精细度光学微谐振器通过其倏逝场，扩展腔光学机械纳米机械振荡器。动态的反作用介导的光偶极力的观察，导致激光般的相干nanomechanical振荡仅仅是由于辐射压力。此外，实现了亚fm/Hz^（1/2）位移灵敏度，测量不精确度等于标准量子极限（SQL），这与纳米机械振荡器的零点波动一致。在SQL和纳米机械振荡器的辐射压力动态反作用的不精确性的实现可能不仅对检测机械系统中的量子现象有影响，而且对各种其他精密实验也有影响。由于近场耦合方法的灵活性，它可以很容易地扩展到一组不同的纳米机械振荡器，特别是提供了一条路线的实验辐射压力量子反作用在室温下占主导地位，使有质动力压缩或QND测量。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single molecule detection of nanomechanical motion
我们从理论上探讨如何单分子光谱学技术可以用来执行快速和高分辨率的位移检测和纳米机械振荡器，如单夹碳纳米管的操作。我们分析了实时位移检测的发光信号和位移波动的程度的二阶相干的可能性。机电耦合常数的估计表明，一个分子和振子的两个能级系统之间的强反作用有趣的制度可以实现。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall
Modelling and observation of nonlinear damping in dissipation-diluted nanomechanical resonators
耗散稀释使应力，高纵横比纳米机械谐振器，如弦或膜极低的线性损耗。在这里，我们报告的观测和理论建模的非线性耗散在这样的结构。我们介绍了一个分析模型的基础上冯卡门理论，可以使用任意几何形状的有限元模型进行数值评估。我们使用这种方法来预测超相干声子膜谐振器的非线性损耗和（Duffing）频移。一组系统的测量与氮化硅膜显示出良好的协议与低阶软箝位模式的模型。我们的分析还揭示了这些非线性和耗散稀释之间的定量联系。这是未来的设备设计的兴趣，并可以提供重要的洞察力时，诊断在实验环境中的耗散稀释的性能。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum Friction in Nanomechanical Oscillators at Millikelvin Temperatures
我们报告的兆赫兹范围内，暂停，单晶纳米机械振荡器的耗散的低温测量。在毫开尔文温度下，耗散（逆品质因数）和共振频率的偏移显示可再现的功能，类似于在无序玻璃中的声音衰减实验中观察到的那些，并且与由单晶硅制造的较大微机械振荡器中的测量结果一致。我们的单晶纳米机械结构中的耗散主要由内部量子摩擦决定，这是由于估计大约有50个两级系统，它们代表了表面上的悬挂键和体缺陷。
2006-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Steady-state negative Wigner functions of nonlinear nanomechanical oscillators
我们提出了一种在非经典稳态下制备纳米机械振荡器的方案，其特征在于明显的负维格纳函数。在我们的光学机械方法中，机械振荡器耦合到光学腔的多个激光驱动谐振。通过非均匀静电场降低振荡器的谐振频率，我们显著地提高了其固有的几何非线性每声子。这使得运动边带分裂成单独的谱线为每个声子数和个别声子之间的跃迁福克状态可以选择性地解决。我们表明，这使得在一个单一的声子Fock状态的纳米机械振荡器的准备。例如，我们的方案可以用分散地耦合到现有技术回音壁模式微腔的倏逝场的碳纳米管来实现。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Teleportation-induced entanglement of two nanomechanical oscillators coupled to a topological superconductor
一维拓扑超导体的特点是一个单一的费米子零模，是离域的两个马约拉纳束缚态位于系统的两端。我们研究了一对空间分离的纳米机械振荡器隧道耦合到这些马约拉纳模式。最有趣的是，我们证明了在介观拓扑超导体上的电子-声子耦合和有限的充电能量的组合可以通过非局域费米零模导致振子之间的有效超交换。我们进一步表明，这种隐形传态机制导致纠缠的两个振荡器的距离，可以显着超过超导体的相干长度。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum transport in a resonant tunnel junction coupled to a nanomechanical oscillator
我们讨论了在零温度下，电子通过共振隧道结耦合到纳米机械振荡器的量子输运。利用格林函数方法计算了电子通过强耦合单振子的单点输运性质。我们考虑一个有限的化学电势差之间的右和左的领导。除了点上电子的主共振峰外，我们还发现了由于声子的产生而产生的卫星峰。随着电子和振子之间耦合强度的增加，这些卫星峰变得更加尖锐和显著。我们还考虑了从电子转移到振子的能量。
2008-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin-phonon interfaces in coupled nanomechanical cantilevers
耦合的微机械和纳米机械振荡器对于新兴的量子技术具有基本的和技术的兴趣。在与长寿命的固态自旋接口时，即使在环境条件下，量子混合系统的相干操纵也成为可能。虽然，这些系统作为量子总线诱导远程自旋-自旋相互作用的能力是已知的，但将电子/核自旋相干耦合到多个振荡器的共模并将其机械运动映射到自旋极化的可能性尚未得到实验证明。在这里，我们报告的实验接口自旋耦合悬臂系统的共同模式，并显示其相关性，通过翻译超低力引起的辐射从一个振荡器到一个遥远的自旋。进一步，我们分析了共模引起的相干自旋-自旋耦合，并估计了远距离自旋间的纠缠产生。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
A single NV defect coupled to a nanomechanical oscillator
一个单一的氮空位（NV）中心托管在金刚石纳米线位于SiC纳米线的末端。这种新颖的混合系统耦合了两个完全不同的系统的自由度，即纳米机械振荡器和单个量子物体。的纳米谐振器的动力学探测通过时间分辨荧光和光子相关测量，传达的机械自由度的影响给一个非经典的光子发射器。此外，通过将系统浸入强磁场梯度中，我们在纳米机械振荡器和NV电子自旋之间诱导磁耦合，通过单个电子自旋提供纳米运动读出。这种耦合方案所固有的自旋相关力在原子物理学中使用的各种主动冷却和纠缠协议中是必不可少的，现在应该在纳米机械混合系统的范围内。
2011-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Amplitude stabilization in a synchronized nonlinear nanomechanical oscillator
与同步噪声非线性振荡器中的频率稳定现象不同，人们对它的振幅稳定性知之甚少。在本文中，我们从实验和理论上研究了与外部谐波驱动同步的非线性纳米机械自持振荡器的振幅演化和稳定性。我们表明，音调之间的相位差起着至关重要的作用，在振幅水平上，我们表明，在强非线性制度，其振幅波动大大减少。这些发现揭示了同步现象的一个新方面，将其应用范围扩展到时钟参考领域之外，并提出了一种新的方法来提高振荡器的振幅稳定性。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Eigenmode orthogonality breaking and deviation from the fluctuation dissipation relation in rotationally dressed nanomechanical oscillators
在力或质量感测中实现的最终灵敏度受到所采用的纳米机械探针热噪声的限制。对它的正确理解对于最终的操作是至关重要的，任何偏离基本波动耗散定理的情况都应该仔细检查。在这里，我们研究了一个超灵敏的矢量力场传感器，一个单夹纳米线振荡沿两个准频率简并的横向方向。将纳米线浸没在非保守光力场中会导致其热噪声和驱动动力学的显著改变。在强涡度区域，本征模方向被扭曲并失去其初始正交性。热噪声谱强烈偏离正常模式展开，并提出了一个反常的多余的噪声违反涨落耗散定理。我们的模型定量地解释了所有的观测结果，并强调了修补波动耗散关系时非轴向响应的作用。这些结果揭示了多模纳米光机系统中的热波动的有趣特性，以及在这种系统中进行热噪声测温时出现的微妙之处。它们在任何非对称耦合的对偶系统中也是有效的。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall
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
Stabilization of a linear nanomechanical oscillator to its ultimate thermodynamic limit
在过去的十年中，微型和纳米振荡器的快速发展导致了新型传感器的出现，这些传感器在应用科学和基础科学中都开辟了新的前沿。然而，这些新型器件的潜力受到其对外部扰动的敏感性增加的强烈限制。我们报告了一种非侵入性的光机械纳米稳定技术，并应用该方法在室温下稳定线性纳米机械梁在其最终的热力学极限。所报道的将机械振荡器稳定到热力学极限的能力可以扩展到各种系统，并在基础和应用研究中增加纳米传感器的灵敏度范围。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-Dissipation Nanomechanical Devices from Monocrystalline Silicon Carbide
本研究利用块体单晶4H-碳化硅制造纳米机械谐振器，将阻尼降至2.7毫赫兹，品质因数达2000万，首次达到材料耗散极限，显著提升器件性能。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Prospects for cooling nanomechanical motion by coupling to a superconducting microwave resonator
最近的理论工作表明，辐射压力效应原则上可以将机械自由度冷却到其基态。在本文中，我们应用这一理论，我们实现了一个光机系统中的机械振荡器的运动调制的超导微波电路的谐振频率。我们目前的实验数据表明，大的机械品质因数可能与金属，纳米机械梁在20 mK。进一步的测量还显示了由于微波辐射场对机械振荡器的阻尼和冷却效应。这些数据激发了采用这种动态反作用技术将机械模式完全冷却到其量子基态的前景。
2008-11-06 cond-mat.mes-hall
Experimental signatures of the quantum-classical transition in a nanomechanical oscillator modeled as a damped driven double-well problem
我们证明了强大的和可靠的签名从量子过渡到经典行为的阻尼双阱系统的位置概率分布使用Qunatum状态扩散方法开放量子系统。我们认为，这些签名是在实验范围内，例如在双夹紧纳米机械梁。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Semiclassical dynamics of a flux qubit coupled to a nanomechanical oscillator
我们提出了一个理论描述的半经典动力学的超导磁通量子比特感应耦合到纳米机械振荡器。聚焦于量子比特对机械元件的影响，以及该器件所显示的非线性现象，我们表明它具有延迟效应和自激振荡。这些可以被利用来产生机械振荡器的非经典态。此外，我们还发现该系统与腔光学机械系统具有一些共同的基本性质，并阐明了这两类器件之间的相似性。
2014-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Transport properties of a superconducting single-electron transistor coupled to a nanomechanical oscillator
我们研究了超导单电子晶体管电容耦合到纳米机械振荡器的双约瑟夫森准粒子共振。两个相干的库珀对隧穿事件的存在下，导致显着的反作用效果。测量电流和散粒噪声提供了获得关于振荡器状态的信息的直接方式。除了线性响应制度的分析讨论，我们讨论和比较高阶近似方案和完全数值解的结果。我们发现机械谐振器的冷却是可能的，并且在低耦合下存在驱动和振荡态。最后，我们还讨论了超导单电子晶体管的电荷噪声和电流噪声的频率依赖性。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unidirectional direct current in coupled nanomechanical resonators by tunable symmetry breaking
我们从理论上研究了耦合纳米机械振荡器的非线性动力学。在弱射频激励下，谐振器可以被参数调谐到自持振荡状态。电子从一个触点到另一个触点的转移然后被机械辅助，产生整流电流。在大多数不稳定区域中，整流电流的方向由机械振荡和信号之间的相移确定。然而，我们找到了有趣的参数区域的单向整流电流，提出了一个实用的方案，在纳米级的自供电设备的实现。在这些区域中，动力学对称性破缺是由机械和电自由度的非线性耦合引起的。当在库仑阻塞极限内工作时，我们定位增强增益的不稳定带。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Switching Dynamics in a Nanomechanical Resonator
非线性系统的振荡响应具有多稳定性、不连续跳跃和滞后等特征现象。这些可以用于导致以下情况的应用中，例如，涉及精确的频率测量、混频、存储元件、振荡器或信号放大中的降低的噪声特性。在接近量子机制时，已经提出了实现低反作用测量技术或促进量子力学效应可视化的概念。在这里，我们研究的动态响应的纳米机电谐振器的非线性制度，旨在更详细的了解和开发的开关应用。而大多数以前的调查集中在双稳态的发病时产生的动态现象，我们提出的实验，产生洞察系统的非绝热演化，同时受到强驱动脉冲和随后的放松。用Duffing振荡器定量地模拟这种行为，我们可以控制它在两个稳定状态之间的高速切换，超过最近证明的结果10，000。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall
Evidence of surface loss as ubiquitous limiting damping mechanism in SiN micro- and nanomechanical resonators
氮化硅（SiN）微机械和纳米机械谐振器由于其异常高的品质因数（$Q$ s）而在各个研究领域中吸引了大量的关注。尽管它们很受欢迎，但这些结构中限制损失机制的起源仍然存在争议。本文提出了一种结合声辐射损失和固有损失的分析模型。该模型准确地预测得到的模式依赖的$Q$的低应力富硅和高应力化学计量SiN膜。低应力膜与衬底的大的声学失配似乎使辐射损耗最小化，并且较高模式的$Q$（$n \wedge m \geq 3$）受到固有损耗的限制。对具有不同长度$L$和厚度$h$的低应力膜中的这些固有损耗的研究揭示了对于独立于$L$的薄谐振器，固有损耗与$h$的逆线性依赖性。通过比较从文献中提取的任意（膜、弦和杠杆）SiN谐振器的固有耗散，证实了这一发现，表明表面损耗是具有$Q_{surf} = β\cdot h$和$β= 6\times10^{10} \pm4\times 10^{10}$ ~m $^{-1}$的薄SiN谐振器中普遍存在的阻尼机制。基于固有损耗，给出了SiN膜和SiN串的最大可达$Q$和$Q\cdot f$产品。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear dynamics of a driven nanomechanical single electron transistor
我们分析了纳米机械谐振器的响应时，它也耦合到一个单电子晶体管（SET）的外部驱动。SET电子和机械谐振器之间的相互作用取决于机械运动的幅度，导致对驱动的强烈非线性响应，这类似于Duffing振荡器的响应。我们表明，谐振器的平均动力学是很好地描述了一个简单的有效模型，其中包括阻尼和频率重整化项是振幅相关的。我们还发现，在一定范围内的参数的系统显示有趣的电荷波动引起的噪声引起的谐振器在不同的动态状态之间切换缓慢的动态。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall
Ultra-coherent nanomechanical resonators based on density phononic crystal engineering
具有极低耗散率的微机械和纳米机械系统使超灵敏探测器和量子信息系统的下一代技术成为可能。近年来，已经发现了用于降低耗散率的新技术和方法，并且允许工程化具有声子模式的机械振荡器，所述声子模式与环境非常好地隔离，并且因此具有接近和超过10亿的品质因数。一个强大的战略隔离和控制一个单一的声子模式是基于声子晶体工程。在这里，我们提出了一种新的方法，声子晶体工程的纳米机械振荡器，是基于材料密度的周期性变化。为了避免由于材料密度的变化而引入额外的弯曲损耗，所增加的质量构成纳米柱阵列，其中损耗将被稀释。利用这种新的声子晶体工程技术，我们设计和制造的波纹机械振荡器的品质因数接近十亿在室温环境中。这些新型声子晶体的柔性空间很大，并且可以通过优化声子晶体图案化和经由拓扑优化的应变工程来实现进一步的进步。这将允许工程机械膜的品质因数接近100亿。这种极低的机械耗散率将使全新技术的发展成为可能，如室温下的量子限制原子力显微镜、暗物质的超灵敏探测器、自发波形崩塌、重力和高效量子信息换能器。
2022-07-14 cond-mat.mes-hall
Ground state cooling of nanomechanical resonator via parametric linear coupling
我们提出了一种用于与LC振荡器线性耦合的纳米机械谐振器的基态冷却方案。线性耦合，当在红色失谐周期性调制时，将低频纳米机械模式上转换为高频LC振荡器模式，并产生反作用力，该反作用力可以将谐振器冷却到其在分辨边带区域中的基态。我们还研究了量子反作用噪声对线性耦合中的反转项所引起的冷却的影响。该方案可与原子系统的激光冷却相媲美，并可在超导电路中实现。
2008-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Role of fluctuations and nonlinearities on field emission nanomechanical self-oscillators
本文从理论和实验两方面研究了场发射结构中自振荡纳米线的阈值、振幅和稳定性。两个阈值的自振荡的发病确定，一个引起的电磁环境的波动和第二个揭示了这些波动通过测量电流的概率密度函数。电流的交流和直流分量以及相稳定性被量化。在室温下，交直流比大于100%，Allan偏差为1.3 × 10 -5。最后，它表明，一个简单的非线性模型不能描述的平衡有效电位在自振荡制度，由于高振幅的振荡。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Ground state cooling of nanomechanical resonators by electron transport
我们讨论了两个理论上的建议，控制非平衡稳态的纳米机械谐振器使用量子电子输运。具体点？我们分析了实现耦合到嵌入在（i）自旋极化接触或（ii）正常金属和超导接触之间的量子点的机械振动的基态冷却的两种方法。假设振动模式和量子点中的电子的电荷或自旋之间存在合适的耦合，我们表明，机械振荡器的基态冷却是在作为机电设备操作的悬浮碳纳米管量子点的现有技术范围内。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall
Noise properties of two single electron transistors coupled by a nanomechanical resonator
我们分析了两个单电子晶体管（SET）耦合通过一个共享的电压门组成的纳米机械谐振器的噪声特性。在谐振器可以被视为一个经典系统的制度下工作，我们发现，设置在谐振器上的作用像两个独立的热浴。与谐振器的耦合在流过每个SET的电流中以及在两个电流之间产生正相关。在谐振器的动力学由SET的反作用主导的情况下，这些正相关性可以导致低频电流噪声的参数化大增强。这些噪声特性可以根据热平衡中的谐振器的状态中的波动对SET电流的影响来理解，所述波动持续谐振器阻尼时间的数量级。
2005-06-24 cond-mat.mes-hall
Control of Recoil Losses in Nanomechanical SiN Membrane Resonators
在反冲阻尼分析的背景下，我们已经设计并生产了一种薄膜谐振器，该薄膜谐振器配备有特定的片上结构，用作圆形薄膜的“损耗屏蔽”。在该器件中，对于所有模式并且无论模态形状如何，膜的振动（具有$10^7$的品质因数）也在低频下达到由氮化硅中的本征耗散设定的极限。我们的损失屏蔽的理论模型的指导下，我们描述了该设备的设计原理，它可以被用来作为商业薄膜谐振器在先进的光学机械设置，也在低温下的有效替代。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall
To make a nanomechanical Schrödinger-cat mew
通过对Marshall等人（2003）提出的光机方案中迈克尔逊干涉仪输出强度的显式计算，得到了一个振荡因子，该因子可能在能见度恢复时下降到零。包括一个适当调谐的移相器提供了一个简单的修正的情况。通过在一个臂中使用具有快速时间相关调制的Pockels移相器，可以获得进一步的可能性来丰富原始方案的量子态制备和重构能力，从而提高可靠地检测纳米机械振荡器的真正量子行为的机会。
2011-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detection of qubit-oscillator entanglement in nanoelectromechanical systems
过去几年的实验表明，有可能使纳米机械谐振器和超导量子比特接近量子体系，并以接近海森堡不确定性极限的精度测量它们的属性。因此，我们将在纳米机械系统中经常看到真正的量子效应，这只是一个时间问题。量子力学的标志之一是纠缠态的存在。我们提出了一个现实的情况下，使其有可能检测纠缠的机械谐振器和量子位在纳机电设置。检测方案仅涉及耦合到振荡器和量子位的原子点接触的标准电流和噪声测量。这种设置可以允许第一次观察固态连续和离散量子系统之间的纠缠。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's functions in the study of heat transport of driven nanomechanical systems
我们回顾了最近的理论发展的基础上，非平衡格林函数形式主义，研究纳米机械设备的耦合量子振荡器由交流力驱动的声子系统建模的热输运和连接到声子水库。我们提出了相关的方程来计算沿设置的不同区域流动的热流，以及随时间变化的力所产生的功率。我们还提出了不同的策略，以评估格林函数准确或近似在弱驱动制度。我们最后讨论了交流驱动力提供能量的不同机制。我们表明，除了产生热量，力可以作为量子引擎交换能量。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
Shape tailoring to enhance and tune the properties of graphene nanomechanical resonators
纳米机械谐振器的形状深刻地影响其机械性能，并决定其适用于各种应用，如超灵敏质量和力检测。尽管二维纳米机械系统在这样的应用中有希望，但尚未实现对悬浮的二维材料（例如石墨烯）的形状的完全控制。我们提出了一种有效的，一步的方法来形成预悬浮的石墨烯纳米机械谐振器与任意的几何形状，导致增强的性能相比，传统的鼓面。我们的技术采用聚焦离子束铣削，实现了从几十纳米到几微米的特征尺寸，同时获得了近乎完美的产量。我们比较了成形装置与未改性鼓面的机械性能，发现低张力、单夹持的石墨烯杠杆显示机械品质因数（Q）增加20倍，机械阻尼减少100倍。重要的是，我们实现了这些结果，同时去除了质量，这使得石墨烯机械谐振器在室温下具有最先进的力灵敏度。我们的方法在石墨烯纳米力学中开辟了一个独特的，目前无法实现的制度，其特征在于低应变，低频率，小质量和高Q，并有助于定制由石墨烯和其他2D晶体组成的机械结构中的非线性和阻尼。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Thermal nonlinearities in a nanomechanical oscillator
具有高品质（Q）因子的纳米和微机械振荡器由于其作为超灵敏探测器的潜在应用而受到广泛关注。与微制造器件相比，真空中的光学捕获纳米颗粒不会遭受箝位损失，因此导致更大的Q因子。我们发现，对于悬浮的纳米粒子的热能足以驱动纳米粒子的运动到非线性政权。首先，我们实验测量和充分表征的频率波动源于热运动和非线性。其次，我们证明了反馈冷却可以用来减轻这些波动。高水平的控制使我们能够充分利用纳米谐振器的力传感能力。我们的方法提供了20 zN $Hz^{-1/2}$的力灵敏度，这是迄今为止在室温下报道的最高值，足以感测超弱相互作用，如非牛顿类重力力。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Probing the charge of a quantum dot with a nanomechanical resonator
我们利用碳纳米管的机械运动作为量子点上平均电荷的探针。共振频率和品质因数的变化由机械振荡期间量子点上的平均电荷的变化确定。而平均电荷又受到栅极电压、偏置电压和势垒到引线的隧道速率的影响。在偏置电压超过由于隧道耦合而导致的展宽时，谐振频率和品质因数显示出作为栅极电压的函数的双谷。我们发现，在库仑峰处增加流过CNT的电流不会增加阻尼，但实际上会降低阻尼。使用与能量相关的隧道速率的模型，我们得到定量的实验观察和模型之间的协议。我们从理论上比较了不同的单电子诱导的非线性的贡献，并表明，只有一项是显着的Duffing参数和模式耦合参数。我们还提出了额外的测量，支持我们开发的模型：调整隧道势垒的量子点的领导给出了一个200倍的品质因数下降。通过CNT量子点的激发态的单电子隧穿也改变了量子点上的平均电荷，导致谐振频率的降低。在Fabry-Pérot机制中，没有电荷量子化导致没有谐振频率骤降的弹簧行为，例如，可以使用纳米机械谐振器来探测从量子化到连续电荷的转变。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall
Modal "self-coupling" as a sensitive probe for nanomechanical detection
我们提出了一种高灵敏度的测量技术的机械纳米谐振器。由于固有的非线性效应，纳米梁的不同弯曲模式可以耦合，同时驱动它们中的每一个共振。该模式耦合方案是色散的，并且一个模式谐振相对于另一个模式谐振的运动幅度偏移。同样的想法可以在{ \it single}模式上实现，用两个稍微失谐的信号激励它。这种双音方案在这里用于通过器件响应中的频移来测量一种模式的谐振线形。该方法作为一个振幅到频率的转换，最终只遭受相位噪声的本地振荡器使用和纳米机械设备本身。我们还提出了一个理论，再现的数据没有自由参数。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall
Generation of Squeezed States of Nanomechanical Resonators by Reservoir Engineering
纳米机械谐振器的非经典状态的实验演示仍然是一个悬而未决的任务。在本文中，我们展示了如何通过双色微波耦合到电荷量子比特来冷却谐振腔并将其驱动到压缩态。稳态振荡器状态在正交分量之一中表现出降低的噪声，降低因子为0.5 - 0.2。这些值是针对Q值为10 $^4$至10 $^5$的100 MHz谐振器和T $\approx$ 25 mK的支撑温度获得的。我们证明了通过测量激发态的布居，与电荷量子比特的耦合也可以用来探测压缩态。此外，通过扩展该测量过程，可以执行谐振器状态的完整量子态层析成像。这提供了一个通用的工具来检测各种不同的状态，并证明纳米机械振荡器的量子性质。
2004-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
