Nanomechanical vibrating wire resonator for phonon spectroscopy in Helium
我们演示了如何建立一个振动弦共振器的声子激发液氦。谐振器被设计为一个纳米级的机械柔性梁加工出的半导体/金属混合。图中显示了在4.2 K时液态^4He中声子激发导致的100 MHz附近机械共振的猝灭。第一次测量工作的纳米谐振器在稀释的^3He/^4He在30 mK。
1999-12-02 cond-mat.mes-hall
Misfit strain-induced energy dissipation for graphene/MoS2 heterostructure nanomechanical resonators
失配应变在各种异质结构如石墨烯/MoS 2范德华异质结构中是不可避免的。尽管失配应变对电子和其他物理性质的影响已经得到了很好的研究，但仍然不清楚失配应变将如何影响基于石墨烯/MoS 2异质结构的纳米机械谐振器的性能。通过进行分子动力学模拟，我们揭示了异质结构共振振荡过程中石墨烯层和MoS 2层之间的失配应变诱导解耦现象。通过回缩力分析，成功地建立了失配应变和解耦机制之间的直接关系。我们进一步建议使用石墨烯/MoS 2 /石墨烯三明治异质结构的纳米机械谐振器的应用，这是能够防止失配应变相关的去耦现象。这些结果为石墨烯/MoS 2异质结构在纳米机械谐振器领域的应用提供了有价值的信息。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall
Signatures of two-level defects in the temperature-dependent damping of nanomechanical silicon nitride resonators
高品质因数纳米机械谐振器的阻尼率远远超出固有极限。在这里，我们探索潜在的微观损耗机制，通过调查的温度依赖性阻尼的基本和第三谐波横向弯曲模式的双夹持氮化硅字符串。它表现出的特征最大值让人想起典型的非晶材料的两级缺陷。耦合到这些缺陷放松动量选择规则，允许能量从离散的长波长谐振器模式转移到高频声子环境。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall
Dissipation due to tunneling two-level systems in gold nanomechanical resonators
我们提出了测量的耗散和频率偏移的纳米机械金谐振器在温度下降到10 mK。谐振器被制作为GaAs衬底上的双箝位梁，并以磁动方式驱动。对频率为7.95 MHz和3.87 MHz的梁的测量表明，从30 mK到500 mK，耗散随温度增加为$T^{0.5}$，在较高的温度下发生饱和。谐振器的相对频移随温度增加而增加，直到至少400 mK。与大块非晶态固体的行为的相似性表明，在我们的谐振器中的耗散是由两个能级系统。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall
Diamond nanomechanical resonators protected by a phononic band gap
我们报告的设计，制造，和表征的金刚石悬臂梁连接到声子正方形晶格。我们发现，声子带隙对机械模式的强大保护导致机械Q因子增加了三个数量级，在高达100 MHz的频率下Q因子超过10^6。温度依赖性研究表明，在几个K下获得的Q因子仍然受到材料损耗的限制。高Q金刚石纳米机械谐振器为自旋力学研究提供了一个很有前途的混合量子系统。
2022-12-09 cond-mat.mes-hall
Damping of Nanomechanical Resonators
我们研究了纳米机械氮化硅弦在高张应力下的横向振荡模式作为几何形状和模式指数m <= 9的函数。再现所有观察到的共振频率与经典弹性理论，我们提取相关的弹性常数。基于振荡的局部应变，我们成功地预测了所观察到的模式相关的阻尼与一个单一的频率无关的拟合参数。我们的模型阐明了张应力对阻尼的作用，并暗示了潜在的微观机制。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall
Buckled Diamond-like Carbon Nanomechanical Resonators
我们已经开发了电容式转换纳米机械谐振器使用sp $^2$丰富的类金刚石碳（DLC）薄膜作为导电膜。通过物理气相沉积在$500{\,\,}^\circ$ ℃的温度下生长导电DLC膜。表征的谐振响应，我们发现一个大于预期的频率调谐，我们归因于膜被向上弯曲，远离底部电极。使用屈曲谐振器来增加频率调谐的可能性在诸如可调谐GHz滤波器和压控振荡器的RF应用中是有利的。
2015-10-30 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
A nanomechanical resonator shuttling single electrons at radio frequencies
我们观察到电子通过纳米机械摆的尖端上的金属岛的运输。由此产生的隧穿电流显示出不同的功能，对应于离散的机械本征频率的钟摆。我们报告的测量范围从300 K到4.2 K。我们解释的I-V曲线，这不同于以前的理论预测，模型计算的基础上的主方程的方法。
2000-11-24 cond-mat.mes-hall
Basins of attraction of a nonlinear nanomechanical resonator
我们提出了一个实验，系统地探测两个固定点的非线性纳米机械谐振器的吸引力的盆地，并映射出高分辨率。我们观察到一个分界线，它逐渐改变形状，以改变驱动力的强度，并改变两个吸引盆地的相对面积。所观察到的分界线是模糊的，由于环境的波动，包括在驱动系统中的残余噪声，这导致在准备接近分界线的初始状态的不确定性。我们发现一个很好的协议之间的实验映射和理论计算的吸引盆地。
2007-09-13 cond-mat.mes-hall
Frequency and Q-factor control of nanomechanical resonators
我们提出了一个集成的方案，用于介电驱动和读出的高Q纳米机械谐振器，使调谐的谐振频率和品质因数与施加的直流电压。一个简单的模型来改变这些量，将谐振器的复杂的电极化率和位置在一个不均匀的电场，这与实验结果以及有限元模拟非常吻合。通过比较两个样品的几何形状，我们能够表明，仔细的电极设计可以确定的弯曲弦谐振器的面内和面外模式的频率调谐的方向。此外，我们证明了机械品质因数可以降低电压超过五倍。
2012-07-10 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic dynamics of two strongly coupled nanomechanical resonator modes
朗道-齐纳跃迁是量子动力学系统的一个基本概念，在物理学的许多领域都有研究。在这里，我们提出了一个经典的力学模型系统，表现出类似的行为，使用两个反向可调，强耦合模式相同的纳米机械梁谐振器。在绝热极限下，观察到两个模式之间的反交叉，并提取了耦合强度。扫描的耦合区域的初始化模式允许映射的进展，从非绝热到绝热转变的扫描速率的函数。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall
Controlling the Characteristics of Nanomechanical Resonators
研究了由低频和高频信号驱动的纳米机械谐振器的动力学。考虑到，作为一个例子，共振器制成的双箝位梁与磁动驱动，它示出了三个频率的谐振出现由于上述频率的相互作用。这些谐振的性质和特性的线性和非线性模式的谐振器激励的分析确定。结果表明，在相反的传统的双频谐振，这些谐振的中心频率，它们的线性动态范围，和双稳态开始的临界值很容易通过改变低频驱动电流的频率和幅度来控制。所获得的结果可用于开发传感器、滤波器、存储元件和其他应用的NMR。
2016-03-05 cond-mat.mes-hall
Mass-loading induced dephasing in nanomechanical resonators
我研究失相的欠阻尼纳米机械谐振器受到随机质量加载的小颗粒。我提出了一个频率噪声模型，它描述了由于附着和分离的颗粒在随机点和沿谐振器的颗粒扩散的失相。这种情况在使用NEM谐振器的当前质量测量实验中经常遇到。讨论了导致模吸收谱非均匀展宽和精细结构的条件。我还表明，（复杂）振动模式振幅的高阶累积量的频谱是敏感的频率噪声过程的特征参数。因此，这些累积量的测量不仅可以提供关于质量的信息，还可以提供关于颗粒的其他参数（扩散系数和附着-脱离速率）的信息。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall
Dissipation in Single-Crystal 3C-SiC Ultra-High Frequency Nanomechanical Resonators
测量了单晶3C-SiC超高频纳米机械谐振器的能量耗散1/Q（其中Q为品质因数）和谐振频率特性，并对谐振频率为295 MHz，395 MHz，411 MHz，420 MHz，428 MHz和482 MHz的超高频谐振器进行了测试。在这些3C-SiC器件中，已经确定了耗散的温度依赖性，1/Q ~ T^（0.3）。分析了典型双箝位超高频谐振腔中产生损耗的可能机制。设备的大小和尺寸对耗散的影响也进行了研究。箝位损耗被发现是特别重要的，在这些UHF谐振器。谐振频率随温度的升高而降低，平均频率温度系数约为-45ppm/K。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall
High-Q Tantalum Oxide Nanomechanical Resonators by Laser-Oxidation of TaSe2
控制二维材料的应变是一个有趣的途径来定制纳米机电系统的机械性能。在这里，我们展示了一种技术，以制造具有大的应力，激光氧化的纳米鼓面谐振器的钽二硒化物（TaSe 2），属于金属二硫族化物的层状二维材料制成的钽氧化物纳米机械谐振器。在用激光干涉仪研究其机械性能之前，我们在高分辨率电子显微镜中检查了自由悬浮的氧化钽的氧化和结晶度。我们发现，钽氧化物谐振器的应力增加了140 MPa（相对于原始TaSe 2谐振器），这导致这些谐振器的品质因数（14倍大）和谐振频率（9倍大）的增强。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall
Tuning the nonlinear dispersive coupling of nanomechanical string resonators
我们研究了两个双钳位纳米机械氮化硅弦谐振器的弯曲面内和面外模式之间的非线性色散模式耦合。当一个模式的振幅从线性响应区域过渡到非线性区域时，我们发现另外两个模式的频率偏移。谐振器通过共享夹点强弹性耦合，并且可以介电调谐进入和退出谐振，从而避免多模式交叉。当模式开始混合时，它们的偏振改变。这以非平凡的方式影响非线性色散耦合。我们提出了一个理论模型来描述模式杂交的色散耦合的依赖。
2019-12-13 cond-mat.mes-hall
Piezoelectric electromechanical coupling in nanomechanical resonators with two-dimensional electron gas
研究了二维电子气对纳米悬臂梁振动的电响应。实验表明，垂直取向的悬臂梁的振动会使其底部附近的电导率发生相反的变化。这表明机电耦合的压电性质。建立了物理模型，定量地解释了实验结果。结果表明，电导率变化的主要原因是悬浮区和非悬浮区边界上机械应力的快速变化，而不是应力本身。
2016-04-21 cond-mat.mes-hall
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
Cooling of nanomechanical resonator by thermally activated single-electron transport
我们表明，纳米机械谐振器的振动可以冷却到其量子基态附近的隧道注入的电子从STM尖端。用于耦合电子和机械自由度的两种机制之间的相互作用导致在隧穿期间振动子发射和吸收的概率幅度之间的偏置电压依赖性差异。对于一个偏置电压低于库仑阻塞阈值，我们发现，吸收占主导地位，这导致冷却对应的平均振子人口的基本弯曲模式为0.2。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Particle number scaling for diffusion-induced dissipation in graphene and carbon nanotube nanomechanical resonators
当污染物在纳米机械谐振器的表面上扩散时，两者的运动变得相关。尽管是谐振器-粒子耦合中的高阶效应，但这种相关性通过诱导谐振器能量的耗散来影响系统动力学。在这里，我们考虑这种扩散引起的耗散的情况下，吸附在碳纳米管和石墨烯谐振器的多个粒子。通过求解随机运动方程，我们模拟了谐振腔的衰荡，以确定谐振腔的能量衰减率。我们发现两个不同的标度与吸附粒子数$K$和粒子质量$m$。在该制度中，吸附物被惯性捕获在振动的波腹，耗散率$Γ$与总吸附质量$Γ\propto Km$的规模。相比之下，在粒子在谐振器上自由扩散的情况下，耗散率与总吸附质量和单个粒子质量的乘积成比例：$Γ\propto Km^2$。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Extracting higher-order nonlinearities in nanomechanical resonators using the backbone relation
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本研究针对纳米机械谐振器的高阶非线性提取问题，提出基于backbone曲线的鲁棒框架，通过基准测试验证其在非线性表征上优于传统频率响应技术。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
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
Single-Crystal Diamond Nanomechanical Resonators with Quality Factors exceeding one Million
我们目前的纳米加工和机械测量的单晶金刚石薄膜的厚度下降到85纳米，厚度均匀性优于20纳米，和横向尺寸高达240微米。在室温下发现超过100万的品质因数，超过了类似尺寸的最先进的单晶硅杠杆的品质因数大约一个数量级。在毫开尔文温度下，力灵敏度为几百zeptonewtons的杠杆是最好的。因此，单晶金刚石可以通过简单地替代谐振器材料来直接改善现有的力和质量传感器，并导致具有极低能量耗散的量子纳米机械设备。
2012-12-06 cond-mat.mes-hall
A few-layer graphene nanomechanical resonator driven by digitally modulated video signals
本研究利用少层石墨烯纳米机械谐振器作为滤波器，处理宽带数字调制视频信号，通过解调调制振动生成纳米机械视频，揭示了多频驱动下独特的振动特征。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall
Macroscopic quantum effects in a strongly driven nanomechanical resonator
研究了纳米机械悬臂梁在周期性外力驱动下的非线性响应。因此，基横模的振幅表现得像一个受驱动的非谐势中的弱阻尼量子粒子。利用Born-Markovian主方程，计算了不同驱动频率下的基模振幅。在非线性区域，我们观察到相应的经典模型中不存在的共振。它们被证明是与共振多声子激发。此外，我们确定在动态诱导的有效势的共振隧穿。
2005-05-27 cond-mat.mes-hall
Ground-state cooling of a carbon nanomechanical resonator by spin-polarized current
研究了由两个铁磁体接触的悬浮碳纳米管量子点实现的量子力学谐振器的非平衡稳态。由于自旋-轨道相互作用和/或外部磁场梯度，点上的自旋直接耦合到弯曲本征模。因此，纳米机械运动引起隧穿电子的非弹性自旋翻转。有限偏置电压下的自旋极化电流导致机械模式的加热或主动冷却。我们表明，最大的冷却是在共振输运时，两个点之间的能量分裂的相反的自旋等于振动频率。即使对于弱的电子谐振器耦合和中等的极化，我们也可以用引线的温度（例如，$T=10ω$）实现基态冷却。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall
Phonon coupling between a nanomechanical resonator and a quantum fluid
纳米力学系统由于其对外力的异常敏感性，已成为研究各种介观物理系统和实现混合量子系统的重要工具。虽然纳米力学已广泛应用于固态系统，但其在液体中的应用却很少研究。在那里，它发现了独特的应用，如生物传感，流变传感，并在未开发的制度研究流体动力学。它在量子流体中的应用为研究低激发水平下的流体提供了新的机会，一直到量子极限，并在纳米尺度上达到流体相干长度。低损耗激发的传导和控制也促进了长寿命的量子信息存储。在这项工作中，我们证明了有效的耦合的纳米机械谐振器的声子在玻色子量子流体-超流体$^4$他。通过操作超高频纳米光机械微盘谐振器浸没在超流体$^4$他，我们表明，谐振器的动力学主要是由声子耦合到超流体。获得了高的声子交换效率$>92\%$和每振荡周期0.25个声子的最小激发速率。我们进一步表明，纳米机械谐振器可以强烈耦合到超流腔声子与合作高达880。我们的研究为超流体在纳米尺度和低激发态下的控制和操纵开辟了新的机会。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall
Nonlinear modal coupling in a high-stress doubly-clamped nanomechanical resonator
我们提出了一个单一的高应力，双夹氮化硅纳米机械梁的不同弯曲振动模式之间的非线性耦合的研究结果。在100 mK下进行测量，并使用磁动技术驱动光束。我们分别观察了模式的非线性行为，并通过在多个频率下驱动光束来测量它们之间的耦合。我们证明了不同的模式的谐振器相互耦合的位移诱导的张力在梁，这也导致了众所周知的Duffing非线性双固支梁。
2012-04-19 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
Stress control of tensile-strained In$_{1-x}$Ga$_{x}$P nanomechanical string resonators
我们调查的机械性能的自由悬挂的nanostrings制造的拉伸应力，结晶In $_{1-x}$ Ga $_{x}$ P。固有的应变是由薄膜和衬底之间的晶格失配，这是通过X射线衍射测量确认的外延生长的后果。纳米机械弦谐振器的弯曲本征频率揭示了最大值为650 MPa的取向相关应力。的角度依赖性被解释为各向异性的杨氏模量和由缺陷引起的弹性性质的变化的组合。作为晶体取向的函数，观察到高达50%的应力变化。这使得微调的拉伸应力为任何给定的Ga含量$x$，这意味着有趣的高Q纳米机械系统的研究前景。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall
Superconducting Qubit Storage and Entanglement with Nanomechanical Resonators
我们描述了一个量子计算架构的基础上集成纳米机械谐振器与约瑟夫森结相位量子比特，我们实现单和多量子比特操作。纳米机械谐振器是GHz频率、高品质因数的压电谐振器，通过压电相互作用耦合到约瑟夫森相位。该系统类似于可调谐电磁腔（纳米机械谐振器）中的一个或多个少能级原子（约瑟夫森量子比特）。我们的架构结合了固态和腔QED方法的最佳功能，并可能在可扩展的固态环境中进行多量子位处理。
2003-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Entangling a nanomechanical resonator and a superconducting microwave cavity
我们提出了一个方案，能够纠缠在稳态的纳米机械谐振器与驱动超导共面波导的微波腔模式。纳米机械谐振器与波导的中心导体电容耦合，并且可以在高达数十毫开尔文的温度下实现静态纠缠。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Adiabatic embedment of nanomechanical resonators in photonic microring cavities
我们报道了一个电路腔光机械系统，其中纳米机械谐振器被机械地嵌入到具有超低过渡损耗的光学环形谐振器中。纳米机械装置形成水平硅槽环谐振器的顶层的一部分，其使得能够经由锥形纳米间隙色散耦合到电介质衬底。我们的测量结果表明，几乎不妥协的光学品质因数（Q）后，释放的机械光束。
2014-02-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cooling a nanomechanical resonator with quantum back-action
量子力学要求测量行为必须影响被测对象。当使用线性放大器连续监测物体的位置时，海森堡不确定性关系要求物体由力脉冲驱动，称为反作用。在这里，我们测量的反作用的超导单电子晶体管（SSET）的射频纳米机械谐振器。的SSET，这是电容耦合到谐振器的电导，提供了一个敏感的探头，后者的位置;反作用效应表现为一个有效的热浴，其属性敏感地依赖于SSET偏置条件。令人惊讶的是，当SSET偏置在传输共振附近时，我们观察到纳米机械模式从550 mK冷却到300 mK--这种效果类似于原子物理学中的激光冷却。我们的测量结果对量子信息设备的纳米机械读出和超灵敏力显微镜（如单核自旋磁共振力显微镜）的极限有影响。此外，我们预期使用这些反作用效应来制备机械结构的超冷态和量子态，这在现有技术中是无法实现的。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall
Effect of oxygen plasma on nanomechanical silicon nitride resonators
精确控制拉伸应力和固有阻尼对于用于传感器应用和特别是量子光学力学的纳米机械系统的优化设计至关重要。本文研究了氧等离子体对纳米氮化硅谐振器的拉应力和本征阻尼的影响。氧等离子体处理是微米和纳米纤维中的常见步骤。我们表明，氧等离子体的只有几分钟的氧化氮化硅表面，产生几个纳米厚的二氧化硅层的压应力为1.30（16）GPa。这样的氧化物层可以使50nm厚的化学计量氮化硅膜的有效拉伸应力降低几乎50%。此外，固有阻尼随二氧化硅1 μ m厚度线性增加。在50W的氧等离子体中，仅用10秒就生长出了1.5nm的氧化层，使本征阻尼几乎增加了一倍。在氢氟酸缓冲溶液中，氧化层可被有效地去除。
2017-06-09 cond-mat.mes-hall
Tension-induced non-linearities of flexural modes in nanomechanical resonators
我们考虑了机械谐振器的张力诱导非线性，并推导了位置算符中四阶弯曲模的哈密顿量。这种张力可以通过附近的栅极电压来控制。我们专注于系统，允许大的变形$u(x)\gg h$相比，厚度$h$的谐振器，并表明，在这种情况下，三阶耦合可以成为非零，由于诱导的直流变形，并提供了可能性，实现运动方程中遇到的光学力学。四阶耦合尤其与相对低的电压相关。它可以通过访问Duffing制度，并通过测量由于模式-模式耦合的频率偏移来检测。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall
Detecting the "phonon wind" in superfluid $\mathrm{^4He}$ by a nanomechanical resonator
纳米级机械谐振器被广泛用于提供高灵敏度的力检测器。在这里，我们表明，这种高品质因数的谐振器沉浸在超流体\(^4\mathrm{He}\)可以激发调制通量的声子。浸入超流体\(^4\mathrm{He}\)中的纳米加热器充当液体中的弹道声子源--“声子风”。当声子通量的调制频率与机械谐振器的谐振频率相匹配时，可以激发机械谐振器的运动。这种弹道热机械效应可能会在量子流体中开辟新型实验。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Schroedinger Cat States of a Nanomechanical Resonator
提出了一种在纳米机械谐振腔和单库珀对盒（SCPB）耦合系统中产生大振幅薛定谔猫态和纠缠的方案，该方案不受耦合强度的限制.结果表明，共振腔和SCPB之间的纠缠可以通过光谱方法检测。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Model of response spectrum and modal interaction in coupled nanomechanical resonators
我们开发了一个简单的连续模型来分析纳米机械多元件结构的振动模式。在该模型中，亚微米悬臂梁阵列对称地位于中央夹持-夹持纳米梁的两侧被连续体所取代。在这种方法中，由悬臂施加在中心梁上的点状剪切力被平滑，结构的运动方程变得精确可解。我们的分析结果捕捉到的振动模式的主要特点，观察到的数值和实验。此外，使用微扰的方法来处理的非线性动力学的结构，我们建立了它的频率-振幅响应，并分析了两个特定的宽间隔模式的谐振器之间的非谐耦合的机制。
2008-02-28 cond-mat.mes-hall
Noise-enabled precision measurements of a Duffing nanomechanical resonator
我们报告的射频机械谐振器的非线性响应的定量实验测量，具有非常高的品质因数，由一个大的扫频力驱动。我们直接测量的两个盆地的吸引力，出现在非线性制度之间的无噪声过渡动力学，并找到良好的协议与预测的一维Duffing运动方程。然后，我们测量的过渡率的响应控制水平的白噪声，并提取激活能从每个盆地。噪声引起的过渡的测量使我们能够获得精确的值的临界频率，自然共振频率，和三次非线性参数的Duffing振荡器，直接应用到高灵敏度的参数传感器的基础上，这些谐振器。
2004-06-22 cond-mat.mes-hall
Noise color and asymmetry in stochastic resonance with silicon nanomechanical resonators
白噪声随机共振是纳米力学双态系统中一种潜在的信号放大机制。虽然白噪声代表随机共振的原型刺激，但纳米机械设备的典型操作环境通常包含不同类型的噪声，特别是具有1/f频谱的有色噪声。因此，更好地理解噪声颜色的影响将有助于最大限度地提高器件性能。在这里，我们报告的随机共振测量硅纳米机械谐振器使用1/f噪声和Ornstein-Uhlenbeck噪声类型。功率谱密度和停留时间分布提供了对振幅状态的不对称性的洞察，并且数据集表明，具有增加的噪声颜色（即α）的1/f^α噪声谱可能导致系统中的不对称性增加，从而降低可实现的放大。此外，我们探讨了相关时间τ的随机共振与使用指数相关噪声的影响。我们发现随着相关时间的增加，光谱放大会出现单调抑制。
2009-03-14 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
Quantum Measurement of a Coupled Nanomechanical Resonator -- Cooper-Pair Box System
我们表现出两种效果作为考虑二阶校正的纳米机械谐振器的频谱静电耦合到一个库珀对盒的结果。库珀对盒的频谱以依赖于谐振器的Fock状态的方式被修改。类似地，谐振器的频率变得依赖于库珀对盒的状态。我们考虑是否可以利用这些频移来制备Fock状态的纳米机械谐振器，进行量子非破坏测量的谐振器Fock状态，并区分相位状态的库珀对盒。
2003-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong gate coupling of high-Q nanomechanical resonators
探测量子极限附近的机械振动是一项艰巨的挑战，因为当声子量子数趋于零时，位移变得非常小。芯片上纳米机械谐振器的一个有趣的设置是将它们耦合到用于检测和操纵的电微波腔。在这里，我们展示了如何实现一个大的腔耦合能量高达（2 π）1 MHz/nm的金属梁谐振器在几十MHz。我们使用聚焦离子束（FIB）切割，以产生均匀的狭缝低至10纳米，分离图案的谐振器从他们的栅极电极，在悬浮的铝膜。我们测量的热机械振动的温度为25 mK，我们得到了一个低的数量约20声子在平衡浴温度。在FIB切割后，Al的机械性能优异，并且我们在25 mK的温度下记录到67 MHz谐振器的品质因数为Q ~ 3 x 10^5。在0.2K和2K之间，我们发现耗散与温度成线性比例。
2010-11-21 cond-mat.mes-hall
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
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
Strain-dependent damping in nanomechanical resonators from thin $\mathrm{MoS_2}$ crystals
我们研究了机械应变对薄$\mathrm{MoS_2}$纳米鼓谐振器动力学的影响。使用压电晶体，压缩和拉伸双轴应变诱导在最初的平面和屈曲设备。在平面器件中，我们观察到一个显着的应变依赖性的谐振线宽，而在谐振频率的变化是相对较小的。在屈曲装置中，阻尼的应变依赖性不太明显，并且观察到明显的滞后。该实验表明，几何缺陷，如微观皱纹，可能在从2-D材料制造的纳米谐振器中观察到的强耗散中发挥作用。
2015-09-10 cond-mat.mes-hall
Universal length dependence of tensile stress in nanomechanical string resonators
我们研究了自由悬挂的纳米机械弦谐振器中的张应力，并观察到与材料无关的谐振器长度的依赖关系。我们比较了强应力刺谐振器从四个不同的材料系统的基础上非晶氮化硅，结晶碳化硅以及结晶铟镓磷化物。发现对于较短的谐振器，拉伸应力增加约50%。我们建立了一个简单的弹性模型来描述所观察到的拉应力的长度依赖性。该模型准确地描述了我们的实验数据。这为纳米机械弦谐振器的机械品质因数的应力工程开辟了前景。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Driving nanomechanical resonators by phonon flux in superfluid \(\mathbf{^4He}\)
我们报告纳米机械谐振器具有非常高的品质因数操作作为机械探针在液氦\(^4\mathrm{He}\)，特别注意到超流体制度下毫开尔文温度。这种谐振器已被用于绘制出从\(10\,\mathrm{mK}\)到\(\sim3\,\mathrm{K}\)的纳米尺度上的液体中的全部范围的阻尼机制。这些双箝位光束对超流体\(^4\mathrm{He}\)中的热激发的高灵敏度使得可以使用附近加热器产生的声子的动量转移来驱动它们。这种所谓的“\textit{phonon wind}“是迄今为止从未被证明的逆热机械效应，并提供了在量子流体中进行新型光机械实验的可能性。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
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
Nonlinear Dynamics and Chaos in Two Coupled Nanomechanical Resonators
两个弹性耦合的纳米机械谐振器在其谐振频率附近独立驱动，显示出复杂的非线性动力学。该动力学为实现具有可调频率和非线性特性的纳米机械系统提供了一种方案。对于大的振动振幅，系统发展振幅调制的自发振荡，也显示倍周期过渡和混沌。复杂的非线性动力学定量预测一个简单的理论模型。
2008-11-18 cond-mat.mes-hall nlin.CD
