Improved optomechanical disk resonator sitting on a pedestal mechanical shield
实验证明了GaAs盘形光机械谐振器的机械品质因数Q的可控增强。在1.3 GHz下振动的具有集成在其基座中的机械屏蔽的MEMS显示出Q提高了10至16倍。结构的数值模拟和不同的振动模式进行观察，这阐明了Q增强机制。提出了一种优化的双盘几何形状，保证Q值在百万以上的大参数范围内。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mobility Enhancement in Si/SiGe Quantum Well Enabled by a Buried Si Layer Trapping Oxygen Impurities
IHP - Leibniz Institute for High Performance Microelectronics（IHP - 莱布尼茨高性能微电子研究所）；Dipartimento di Scienze, Università Roma Tre（罗马第三大学科学系）
研究针对Si/SiGe量子器件材料中氧杂质限制迁移率的问题，通过在SiGe势垒中引入掩埋Si层，使氧含量降低约5倍，提升电子迁移率，为异质结构设计提供了工艺兼容的解决方案。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Enhancement of mechanical squeezing via feedback control
本文研究结合连续位置测量与反馈控制制备非经典机械态，发现反馈引起的弹簧软化可增强位置压缩、弹簧硬化可实现动量压缩，且反馈能抑制背景机械模式退化，从而显著降低室温下基于测量的非经典态制备门槛。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Broadband Magnetometry and Temperature Sensing with a Light Trapping Diamond Waveguide
固态量子传感器由于其在室温下的优异灵敏度而引起了广泛的兴趣。特别是，金刚石中单个氮空位（NV）色心的自旋特性使其成为环境条件下磁场，电场和温度的杰出纳米级传感器。最近关于基于NV的整体磁力计、惯性传感器和时钟的工作已经采用$N$非纠缠色心来实现高达$\sqrt{N}$的灵敏度改进因子。然而，为了充分实现这种信号增强，需要新的技术来有效地激发并收集来自大NV系综的荧光。在这里，我们介绍了一个光捕获金刚石波导（LTDW）的几何形状，使高荧光收集（$\sim20\%$）和有效的泵浦吸收，实现超过$1$米在毫米大小的设备的有效路径长度。LTDW使得泵浦光子到光学检测的磁共振（ODMR）荧光的转换效率超过$2\%$，这是对先前单程几何结构的\textit{three orders of magnitude}改进。ODMR信号的这种显著增强使得能够在低于$1$ Hz的频率范围内对磁场和温度进行宽带测量，该频率范围是动态解耦技术无法达到的。我们证明了$\sim 1~\mbox{nT}/\sqrt{\mbox{Hz}}$磁场灵敏度为$0.1$ Hz至$10$ Hz，热灵敏度为$\sim 400 ~μ\mbox{K}/\sqrt{\mbox{Hz}}$，并分别估计了$\sim 0.36$ fT/ $\sqrt{\mbox{Hz}}$和$\sim 139~\mbox{pK}/\sqrt{\mbox{H…
2014-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Heat-to-Mechanical Energy Conversion in Graphene: Manifestation of Umklapp Enhancement with Strain
利用直接非平衡分子动力学（NEMD）在石墨烯纳米带中证明了热通量从稳态温差到机械振动的转换。我们观察到，这种效果是独立的施加的温度梯度，热通量以及施加的边界条件的方法。我们建议，简单地划分在长和短的部分，使用部分固定化的区域的nanorigin将导致激发长波长的振动的nanorigin的长的部分。这导致基于石墨烯或其他2D材料的热-振动转换器设备的更简单的架构。此外，我们观察到，施加拉伸轴向应变的纳米带，通过降低所需的阈值热通量或温度梯度，促进振动不稳定性。最后，我们讨论了Umklapp散射的物理机制背后的这些意见所发挥的作用。
2018-11-18 cond-mat.mes-hall
Qubit assisted enhancement of quantum correlations in an optomechanical system
我们对机械镜与辅助量子比特微扰耦合的光机系统中的量子关联进行了理论研究。在我们的研究中，我们考虑对数负性来量化腔场和机械镜之间的静态纠缠程度，高斯量子不和谐作为超越纠缠的关联的量子性的见证。利用实验可行的参数，我们表明，纠缠和量子不和谐显着增强镜量子比特耦合的增加。此外，我们发现，在镜像量子比特耦合纠缠的存在下，可以在相当低的光机械耦合强度下产生，这对环境温度也是非常鲁棒的。总体而言，我们提出的方案提供了一些相当大的优势，实现连续变量的量子信息和通信。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Detecting phonon blockade with photons
当涉及很少的声子时，测量机械系统的量子动力学仍然是一个挑战。我们表明，超导微波谐振器线性耦合的机械模式构成了一个非常强大的探头，这个范围。通过调节栅极电压，这种新的耦合可以比通常的辐射压力相互作用强得多。我们着重于声子阻塞的检测，表明它可以通过测量腔中光的统计来观察。其根本原因是两个谐振器之间纠缠态的形成。我们的方案实现了一个声子约瑟夫森结，引起声子和光子之间的相干振荡，以及自陷制度的耦合小于一个临界值。从自陷到振荡状态的转变也是由耗散动态地诱导的。
2011-06-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancement of the optomechanical coupling and Kerr nonlinearity using the Josephson Capacitance of Cooper-pair box
我们提出了一个方案，用于增强微波和机械谐振器之间的光机械耦合高达7个数量级的电路光机械设置中的超强耦合极限。这里考虑的三方系统由一个约瑟夫森结库珀对盒，介导的微波腔和机械谐振器之间的耦合。光机械耦合可以通过调节库珀对盒的栅极电荷和磁通量偏置来修改，这又影响库珀对盒的约瑟夫森电容。我们还表明，与适当的选择的调谐参数，光机耦合消失，系统表现出纯粹的交叉克尔型腔和机械谐振器之间的非线性。这允许系统用于声子计数。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Macroscopic quantum self-trapping and Josephson oscillations of exciton-polaritons
量子力学效应的一个教科书例子是两个态通过隧道势垒的耦合。在相互作用的宏观量子态的情况下，隧道耦合引起约瑟夫森现象，包括拉比振荡，交流。以及直流效应或宏观自陷，这取决于是隧穿还是相互作用占主导地位。在超流氦和原子凝聚体中观察到的非线性约瑟夫森物理，由于需要有效的光子-光子相互作用，在光子系统中仍然无法实现。本文报道了在半导体微腔中刻蚀的光子分子中，两个耦合极化激元凝聚体的非线性约瑟夫森振荡。通过改变形成分子的微柱之间的距离和每个微柱中的冷凝物密度，我们控制耦合与相互作用能的比率。在低密度下，我们观察到两个微柱之间的粒子隧穿的相干振荡。在高密度下，相互作用淬灭颗粒的转移，从而诱导冷凝物在其中一个微柱中的宏观自捕获。极化激元的有限寿命导致了从自陷到π相振荡的动力学转变。我们的研究结果为光子系统中高度非线性区域的实验研究开辟了道路，如混沌或混沌破缺分岔。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
DFT analysis and FDTD simulation of CH3NH3PbI3-xClx mixed halide perovskite solar cells: role of halide mixing and light trapping technique
由于钙钛矿太阳能电池在过去几年中吸引了很多关注，因此提高其光吸收和电流密度是未来的基本挑战之一。为此，首先，我们采用密度泛函理论（DFT）研究了有机-无机混合卤化物钙钛矿CH 3 NH3 PbI 3和氯卤素掺杂的化合物CH 3 NH3 PbI 3-xClx在立方相中的结构和光学性质。然后，利用计算得到的光学常数（n，k），研究了单结钙钛矿太阳电池CH_3 NH_3 PbI_3-xCl_x在x= 0，1，2，3时的光吸收效率和光电流密度。结果表明，随着氯含量的增加，CH 3 NH3 PbI 3-xClx化合物的带隙能增加，晶格常数和光学性质如折射率和消光系数降低.模拟结果表明，利用SiO_2的光捕获技术，可以显著提高光吸收率，达到83.13%。
2017-04-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanostructures mechanically stable with desirable characteristic field enhancement factor: a response from scale invariance in electrostatics
这项工作提出了一个精确的数值研究的静电系统由安装在支持衬底尖端，理论原型的应用程序在场电子发射或建设的尖端在探针显微镜需要高分辨率的单个纳米结构。我们用高度$h_1$、半径$r_{1}$和特征场增强因子（FEF）$γ_1$对衬底尖端进行建模，并且用高度$h_2$、半径$r_{2}<r_{1}$和FEF $γ_2$对顶部纳米结构进行建模，两个半球都在柱状结构上。然后，安装在支撑衬底尖端上的纳米结构具有特征FEF、$γ_{C}$。定义相对差$η_R \equiv (γ_{C} - γ_{1})/ (γ_{3} - γ_{1})$，其中$γ_{3}$对应于具有半径$r_3=r_2$和高度$h_3=h_1 + h_2$的柱结构上的半球的参考FEF，我们的结果表明，从使用有限元方案的拉普拉斯方程的数值解，缩放$η_R = f(u\equivλθ^{-1})$，其中$λ\equiv h_{2}/h_1$和$θ\equiv r_1/r_2$。给定一个特征变量$u_{c}$，我们发现，对于$u \ll u_{c}$，一个幂律$η_{R} \sim u^κ$与$κ\approx 0.55$。对于$u \gg u_{c}$，$η_{R} \approx 1$提供了$γ_C \rightarrow γ_3$ .作为缩放不变性的结果，可以导出$γ_C$的简单表达式，可以预测产生具有期望的FEF的相关系统的…
2016-08-01 cond-mat.mes-hall
Giant Lateral Optical Forces on Rayleigh Particles near Hyperbolic and Extremely Anisotropic Metasurfaces
我们报告了一个戏剧性的增强的横向光学力诱导的电极化瑞利粒子附近的双曲线和极端各向异性超颖表面下简单的平面波照明。这种增强是通过由这些结构提供的增加的态密度和由粒子获得的面外极化自旋之间的相互作用实现的。由此产生的巨大的横向力出现在一个广泛的频率范围内，并可能为路由，捕获和组装纳米粒子开辟前所未有的场所。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Micropatterned Electrostatic Traps for Indirect Excitons in Coupled GaAs Quantum Wells
我们展示了一个基于耦合GaAs量子阱的场效应结构中间接激子的静电陷阱。在双量子阱的平面内，间接激子被捕获在夹在GaAs异质结构的表面和半透明金属顶栅之间的SiO2区域的周界处。量子限制斯塔克效应和局域场增强的结合很好地解释了捕获机制。我们发现量子阱平面中的一维俘获势与超过10 keV/cm ^2的高弹性常数近似为谐波。
2007-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
