Band-gap-engineered spin-phonon, and spin-spin interactions with defect centers in diamond coupled to phononic crystals
研究了金刚石缺陷中心与准一维声子晶体相互作用的自旋-声子系统。我们发现，一个单一的缺陷中心，耦合到声子晶体波导的带隙附近的声子模式，可以种子自己的声子腔模式与周围的缺陷中心的位置呈指数衰减的包络。自旋诱导声子腔，具有大大减少和可调的模式体积，允许相干声子介导的相互作用之间的远程自旋具有高度可调的范围，使访问各种远程相互作用的自旋模型。这项工作为探索量子多体物理和具有缺陷中心和周期性声子纳米结构的量子信息处理开辟了前景。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Amplitude-dependent topological edge states in nonlinear phononic lattices
本文研究了一维和二维声子晶格中非线性对拓扑保护边缘态的影响。我们首先表明，本地化模式出现在两个弹簧质量链，是彼此的反向副本之间的接口。导出的本地化模式的频率的显式表达式指导研究的立方非线性的界面上的谐振特性的影响，所示的描述由一个Duffing方程。非线性产生依赖于振幅的频移，这在软化非线性的情况下导致局部模式迁移到体光谱。六方晶格的情况下，实现声子模拟的晶体表现出量子自旋霍尔效应的弱非线性立方弹簧的存在下也进行了研究。渐近分析提供了局部模式的振幅依赖性的估计，而数值模拟说明了晶格响应如何从散装到边缘模式的转变，通过改变激励振幅为主。与第一个例子研究的界面模式相反，这发生在硬化和软化弹簧上。本研究的结果提供了一个理论框架的非线性效应的调查，诱导和控制拓扑保护波模式，通过非线性相互作用和振幅调谐。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional phononic thermal conductance in thin membranes in the Casimir limit
我们讨论的声子热传导的计算分析中的悬浮膜的几何形状，在实验中经常出现的情况下，热量可以径向流出的两个维度从一个中心源。由于我们最感兴趣的是在低温下的行为，体散射的声子变得无关紧要，我们研究的限制，所有的声子散射发生在膜表面。此外，我们在这里限制讨论的情况下，这种表面散射是完全扩散的，所谓的卡西米尔极限。我们的分析表明，在二维的情况下，没有解析结果，在众所周知的一维Casimir极限。数值解的温度分布在膜的径向方向，几个不同的膜厚度。我们的研究结果可以应用于，例如，在膜支持的辐射热探测器的设计。
2011-11-01 cond-mat.mes-hall
Observation of exceptional points and skin effect correspondence in non-Hermitian phononic crystals
该研究在非厄米声子晶体中通过模拟和实验证实了拓扑非平庸的例外点与几何依赖的趋肤效应之间的对应关系，为非厄米物理拓宽了视野。
2023-02-09 cond-mat.mes-hall
Evanescently coupled topological ring-waveguide systems for chip-scale ultrahigh frequency phononic circuits
本文提出芯片级拓扑环-波导耦合系统，利用倏逝耦合和谷赝自旋极化实现超高频微波声子的背向散射免疫传输、谐振环流及临界耦合阻断，为经典与量子信号处理提供新途径。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall
Chiral phonons and phononic birefringence in ferromagnetic metal - bulk acoustic resonator hybrids
本文实验研究铁磁金属薄膜与多种衬底声子模式间的磁弹耦合，发现所有衬底均存在声子双折射，并通过选择声子模式实现Purcell增强耦合。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall
Prospects for quantum acoustics with phononic crystal devices
由声子晶体制成的纳米机械系统可以在低温下充当高度相干的微波频率电路。然而，由于声和电激励的长度尺度差异很大，在这些设备和微波超导量子线路之间产生足够的耦合是具有挑战性的。在这里，我们展示了一个通用的配方计算这些相互作用，并表明，大的微波超导电路之间的压电耦合率包含约瑟夫森结和纳米级声子共振是可能的，这表明一条路线的声子晶体电路和系统是非线性的单声子水平。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phononic Casimir Effect in Planar Materials
University of South Florida（南佛罗里达大学）
研究平面材料中声子介导的Casimir效应，发现其耦合由单一极化自由度主导，且与电磁波动介导的Casimir效应具有相似量级。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocal topological phononics in optomechanical arrays
我们提出了一个强大的和可调的非互易声子传输平台的基础上阵列的光学机械微环。在我们的方法中，时间反演对称性被光子自旋轨道耦合的相互作用打破，使用最先进的几何方法和光机械相互作用。我们证明了这个系统的拓扑保护的性质，通过调查其鲁棒性的缺陷。这种类型的系统可以在基于声子的信息存储和信号处理设备中找到应用。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-waveguide coupling in phononic crystals
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；University of Münster（明斯特大学）
本文通过有限元模拟和实验，研究了雪花型声子晶体腔与波导的耦合，发现耦合强度主要由空间模式重叠决定，并在GaAs薄膜中观察到约398 MHz的共振，为设计声子晶体器件提供了指导。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Release-free phononic crystal with strong microwave coupling
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
该研究开发了与高阻抗微波谐振器强耦合的无释放型铌酸锂声子晶体腔，实现了高机电耦合率与品质因子，为微波与声波的集成提供了新的紧凑可扩展接口，适用于传感等系统。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Nonlinear coupling of phononic resonators induced by surface acoustic waves
对混合物理平台的需求不断增长，引发了人们对开发具有复杂功能的敏捷射频声子电路的新兴趣。行波与共振机械元件的组合似乎是一种利用弹性振动的吸引人的手段。在这项工作中，我们表明，这种组合可以进一步丰富的弹性非线性引起的表面声波（SAW）与一对其他线性微米级机械谐振器相互作用的发生。减小谐振器间隙距离和增加SAW振幅导致谐振器对响应的频率软化，其位于几何Duffing非线性的通常图像之外。SAW激励方案的动力学允许进一步控制谐振器运动，特别是导致圆偏振状态。这些结果为适应经典和量子技术的多功能高频声子MEMS/NEMS电路铺平了道路。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Phononic frictional losses of a particle crossing a crystal: linear-response theory
本文通过线性响应理论推导了粒子在二维或三维晶体中弱耦合滑动时因激发声子而产生的摩擦力解析表达式，并与数值模拟结果对比验证了其准确性。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Elastic Valley Spin Controlled Chiral Coupling in Topological Valley Phononic Crystals
与声子谷赝自旋不同，弹性波的真实物理自旋增加了一个新的工具包，能够从局部观点设想拓扑谷声子晶体的谷自旋物理。在这里，我们报告的本地弹性谷自旋的观察以及隐藏的弹性自旋谷锁定机制之前被忽视。我们证明了谷声子态沿着拓扑界面的选择性单向路由可以通过在具有相反谷自旋对应的不同界面位置施加弹性自旋元源来逆转。通过对不同输运方向下不同界面位置处相反的局域弹性自旋密度的解析理论和实验测量，揭示了谷声子态的弹性自旋控制手征耦合的选择性方向性的物理机制.谷拓扑边声子的弹性自旋可以推广到其它拓扑态，为研究拓扑超材料提供了新的工具。
2022-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling Electronic and Phononic Thermal Transport Across 2D Interfaces
提出理论方案分离二维界面热导的电子与声子贡献，经非平衡格林函数和分子动力学验证，发现非共价石墨烯界面阻挡电子隧穿但不阻挡声子输运，可实验检验维德曼-弗兰兹定律。
2024-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Excitation of coupled phononic frequency combs via two-mode parametric three-wave mixing
本文建立在最近的演示三波混频的声子频率梳。在这里，在这个过程中，驱动和谐振频率之间的固有耦合导致频率梳的间距对应于驱动和谐振频率之间的分离。现在，在本文中，我们通过实验证明了通过与其他相同设备的耦合，用相同的外部驱动器进一步激励多个频率梳的可能性。此外，我们还通过实验确定了与这种频率梳产生过程相关的有趣功能。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.app-ph
Phononic heat conductance of gold atomic contacts: Coherent versus incoherent transport
我们在这里提出了一个理论方法来确定声子的贡献，在相位相干制度的纳米系统的热导。我们的方法利用经典的分子动力学（MD）模拟计算的温度依赖的动力学矩阵，声子热导随后计算内的Landauer-Büttiker形式主义的帮助下，非平衡格林函数技术。针对纳米结构，直接在真实空间中执行力常数和热传输计算的关键步骤。与传统的密度泛函理论（DFT）方法相比，我们的方法的优点是双重的。首先，原子间的相互作用可以用选择的方法来描述。半经验势可能会导致大的计算加速，使更大的系统的研究。其次，该方法自然地考虑到原子力常数的温度依赖性，这是在典型的基于DFT的静态计算中被忽略的方面。我们说明我们的方法通过分析的声子热导的温度依赖性的长度范围从1到12个原子的金（Au）链。此外，为了评估在这些原子尺度的电线的非谐波效应的重要性，我们比较相位相干的方法与非平衡MD（NEMD）模拟。我们发现，相位相干方法和经典NEMD方法的预测在很大程度上同意以上的德拜温度为所有研究的链长，这表明，热传输是连贯的，我们的相位相干的方法是非常适合这样的纳米结构。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Spin-dependent localization of helical edge states in a non-Hermitian phononic crystal
本研究在非厄米声子晶体中实验实现了自旋依赖的混合趋肤-拓扑效应，通过引入交错损耗使螺旋边缘态聚集到对角，揭示了拓扑与非厄米性的相互作用，为非厄米波操控提供新路径。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport and frequency response of localized modes on low-stress nanomechanical silicon nitride drums featuring a phononic bandgap structure
用于检测辐射、单个纳米颗粒或单个分子等的宽带热传感器的开发是非常感兴趣的。近年来，光热光谱的基础上的位移的谐振频率的应力纳米机械谐振器已被成功地证明。在这里，我们显示的应用程序的软夹声子晶体膜制成的氮化硅作为热传感器。它是实验证明如何准带隙保持即使在非常低的拉伸应力，与有限元方法模拟。的基本缺陷模式的相对响应度的增加被发现相比，均匀的正方形膜的大小相等，增强因子大的一个数量级。然后，我们展示了在纳米机械蹦床内部设计的声子晶体，这导致了拉伸应力的进一步降低和热隔离的增加，从而进一步提高了响应度。最后，缺陷模式和带隙调谐示出了通过激光加热的缺陷的基本缺陷模式完全离开带隙的点。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Simulation of higher-order topological phases in 2D spin-phononic crystal networks
我们提出并分析了一个有效的方案，用于模拟高阶拓扑相的物质在二维（2D）自旋声子晶体网络。我们发现，通过一个特殊设计的周期驱动，可以选择性地控制和增强的二分硅空位（SiV）中心阵列，从而获得手征对称性保护的自旋-自旋耦合。更重要的是，Floquet工程自旋-自旋相互作用支持与拓扑不变量相关的丰富量子相位。在动量空间中，我们分析和模拟的一维和二维系统的拓扑非平凡的性质，并表明，高阶拓扑相位可以实现适当的周期性驱动参数。作为在量子信息处理中的一个应用，我们研究了利用拓扑保护的边缘态实现鲁棒的量子态传输。这项工作为量子声学的研究开辟了新的前景，并为研究物质的高阶拓扑相提供了一个实验可行的平台。
2020-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phononic Josephson oscillation and self-trapping with two-phonon exchange interaction
提出了一种在两个非线性机械谐振腔中通过二次光机械耦合引起的双声子交换相互作用耦合的玻色子约瑟夫森结（BJJ）。推导了描述BJJ运动的非线性动力学方程和有效哈密顿量。我们发现BJJ可以工作在两种不同的动力学区域：约瑟夫森振荡和宏观自陷。当自相互作用参数和非对称参数超过临界值时，系统可以从一个区域过渡到另一个区域。我们预测，从约瑟夫森振荡到宏观自陷的转变可以诱导的声子阻尼的非对称BJJ。我们的结果开辟了一种证明具有双声子交换相互作用的BJJ的方法，并且可以应用于其他系统，例如光学和微波系统。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Magic-free coexisting photonic and phononic moiré flat bands
Tsinghua University（清华大学）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology (BNRist)（北京信息科学与技术国家研究中心）
本文提出一种基于衍射杂化的无魔角平带机制，在单层莫尔光机械晶体中同时实现光子与声子平带，并实验观测其局域模式与光机械相互作用。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Molecule-photon interactions in phononic environments
本文以开放量子系统方法研究晶体中客体分子在声子环境下的非平衡振动动力学，揭示马尔可夫/非马尔可夫弛豫、集体类亚/超辐射效应及极化激元串扰。
2023-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
