Josephson junctions as nanoelectromechanical Bloch oscillators
布洛赫振荡很久以前就在约瑟夫森结中被预测和观察到，约瑟夫森结是桥接两个超导体的薄绝缘或导电层。在这里，我们提出了一个计划，利用这些振荡放大纳米机械振动。通过简单地施加直流偏置电流和面内磁场，可以产生和控制高度相干的非经典力学态。振动在结的I-V特性中引起峰值，并且可以通过简单的DC电压测量来检测。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall
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
Strong feedback and current noise in nanoelectromechanical systems
我们证明了弱耦合到欠阻尼单模振荡器的单电子隧穿器件的强反馈机制的可行性。在这种情况下，产生机械振荡，电流被强烈修改，而电流噪声相对于泊松值是参数大。这种机制需要隧道振幅的能量依赖性。对于足够快的隧道速率的机械贡献电流噪声可以超过泊松值，甚至超出强反馈制度。
2006-03-01 cond-mat.mes-hall
Nanoelectromechanical resonators from high-T$_c$ superconducting crystals of Bi$_2$Sr$_2$Ca$_1$Cu$_2$O$_{8+δ}$
在这份报告中，我们提出了纳米机电谐振器的高T $_c$铜酸盐超导体Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_1$ Cu $_2$ O $_{8+δ}$薄剥离晶体制造。机械读出是通过将它们的运动电容耦合到用超导合金的共面波导微波腔来执行的。我们展示了机械频率可调谐性与外部直流偏置电压，和品质因数高达36600。我们的光谱和时域测量表明，在这些系统中的机械耗散是有限的电阻外层所产生的接触电阻。耗散的温度依赖性表明存在隧道态，进一步表明它们的固有性能可能与其他二维原子晶体（如石墨烯）一样好。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall
Scattering approach to backaction in coherent nanoelectromechanical systems
我们提出的反作用力，噪声和阻尼的机械振荡器的位置是由介观导体测量的理论结果。我们的散射方法适用于广泛的一类系统，特别是，它可以用来描述点接触位置检测器远离弱隧穿极限。我们发现，反作用不仅依赖于机械调制的传输概率，但也对散射相位的调制，即使在没有磁场。我们用几个简单的例子来说明我们的一般方法，并用它来计算一个可移动的，Au原子点接触从头计算密度泛函理论建模的反作用。
2011-05-09 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional magnetic nanoelectromechanical resonators
二维（2D）层状材料具有出色的机械，电子和光学性能，使其成为纳米机电应用的理想材料。最近发现的2D磁性材料的承诺，一类新的磁活性纳米机电系统（NEMS）。在这里，我们展示了由2D CrI3制成的谐振器，其机械谐振取决于材料的磁状态。我们通过测量平行和垂直于易磁化轴的磁场下共振频率的场依赖性，分别量化交换和各向异性磁致伸缩的底层效应。此外，我们表现出有效的应变调谐的磁性在2D CrI3作为结果的逆磁致伸缩效应使用NEMS平台。我们的研究结果为二维层状磁性材料的磁性和磁性相变的机械检测奠定了基础。新的磁性NEMS也可以在磁致动和传感中找到应用。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for the role of normal-state electrons in nanoelectromechanical damping mechanisms at very low temperatures
我们报告在低温下进行的实验铝覆盖硅纳米机电谐振器。在同一设备内测量的正常和超导状态下的机械耗散之间观察到的实质性差异明确地表明了正常状态电子在阻尼机制中的重要性。在超导状态下，耗散分量在非常低的温度下变得非常小，导致这种小硅结构的品质因数的异常值。在标准隧道模型的框架内给出了一个关键的讨论。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall
Kondo Shuttling in Nanoelectromechanical Single-Electron Transistor
从理论上研究了纳机电单电子晶体管（NEM-SET）中的机械辅助近藤效应和电荷穿梭。结果表明，机械运动的中心岛（一个小的金属粒子）的自旋的结果在时间相关的隧道宽度，导致有效的提高近藤温度。含时振荡近藤温度T_K（t）改变了微分电导的标度行为，导致强耦合区输运的抑制和弱耦合区输运的增强。讨论了Abrikosov-Suhl共振的微调条件和近藤穿梭的可能实验实现。
2006-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Description of Shuttle Instability in Nanoelectromechanical Single Electron Transistor
研究了量子点的量子化机械振动耦合到电子通过量子点中的单能级的相干隧穿的系统中纳机电效应的电压依赖性。据发现，有两个不同的制度取决于所施加的电压的值。如果偏置电压低于某个阈值，则机械子系统的状态位于其基态附近。如果偏置电压高于阈值，则系统变得不稳定，这表现在位移的期望值是具有指数增加幅度的时间的振荡函数。这可以解释为量子体系中的穿梭不稳定性。
2003-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Nanoelectromechanical Systems
纳米机电系统（NEMS）是耦合到类似尺寸的电子设备的纳米到微米尺度的机械谐振器。NEMS显示了快速，超灵敏的力显微镜和加深我们的理解如何经典动力学产生的近似量子动力学的承诺。本文首先对NEMS进行了综述，然后描述了其经典动力学的某些方面。特别是，我们表明，弱耦合的电子设备上的机械谐振器的行动可以有效地是一个热浴，尽管该设备是一个驱动，远离平衡系统。
2005-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Anomalous current-electric field characteristics in transport through a nanoelectromechanical systems
本文建立适用于任意偏压、温度和机电耦合的 NEMS 全量子输运方法，揭示弱阻尼下机械运动与库仑阻塞导致的低偏压反常电流-电场特性。
2025-05-13 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
Black Phosphorus Nanoelectromechanical Resonators Vibrating at Very High Frequencies
我们报告的实验演示的一种新型的纳米机电谐振器的基础上黑磷晶体。通过高效的干转移技术，结晶黑磷薄片被利用来使鼓面谐振器在高和非常高的频率（HF和VHF波段，高达~ 100 MHz）下振动。我们调查的黑磷晶体的共振振动响应，通过设计电和光激发方案，除了测量这些悬浮纳米结构中的非驱动热机械运动。厚度从约200 nm下降到约20 nm的薄片清楚地表现出从板到膜状态的弹性特征。纳米机械共振的频域和时域测量都表明，非常薄的黑磷晶体对可移动和振动设备以及半导体换能器具有有趣的前景，其中高速机械运动可以耦合到黑磷的吸引人的电子和光电特性。
2015-04-04 cond-mat.mes-hall
Impact of transduction scaling laws on nanoelectromechanical systems
我们研究了纳米机电致动器中的机电转换，并表明，在缩放的电气和机械效应的差异导致一个整体的非平凡的缩放行为。特别是，以前被忽视的边缘场大大增加了电力和提高纳米致动器的稳定性。这表明静电学对机电系统的缩小没有任何限制，事实上，在几个方面，纳米系统优于它们的微米级对应物。作为一个具体的例子，我们考虑平面内驱动的石墨烯板，并表明，由几层石墨烯组成的设备是可行的，这意味着机电谐振器的工作频率超过40 GHz是可能的，目前可用的技术。
2019-12-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanoelectromechanical rotary current rectifier
纳米机电系统（NEMS）是在纳米尺度上集成电气和机械功能的设备。由于单个电子隧穿，这样的系统可以显示出丰富的自诱导，高度非线性动力学。我们从理论上表明，转子穿梭机，基本NEMS没有固有频率，能够在很宽的范围内的外部参数在一个高度受控的方式，即使受到电子隧穿和热噪声的随机性质的振荡偏置电压整流。补充一个简单的分析模型，我们确定不同的操作模式的电荷整流。有趣的是，电流的方向敏感地依赖于外部参数。
2021-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech nlin.CD
Detection of Tiny Mechanical Motion by Means of the Ratchet Effect
提出了一种基于棘轮效应的纳机电谐振器位置检测方案。该方案具有直流测量的优点。我们考虑一个三结SQUID的超导回路的一部分，可以执行机械运动。棘轮对直流电流的响应对谐振器的位置敏感，并且可以通过用交流电流偏置SQUID来进一步增强这种效果。我们讨论了在现有的实验装置所提出的方案的可行性。
2009-01-08 cond-mat.mes-hall
Nanoelectromechanical Systems
纳米机电系统（Nanoelectromechanical systems，简称NEMS）是一种亚微米尺度的MEMS系统。在这种尺寸范围内，可以获得极高的基频，同时保持非常高的机械响应性（小的力常数）。这种强大的属性组合直接转化为高力灵敏度，超低功率下的可操作性，以及以相当适度的控制力诱导可用非线性的能力。在这篇综述中，我将介绍NEMS，并概述其几个令人兴奋的初步应用。然而，在这个新领域的门槛上存在着一个严格的入门费：新的工程技术对于实现NEMS的全部潜力至关重要。MEMS方法论中的某些支柱根本无法有效地扩展到NEMS体系中。最有问题的问题是与其嵌入电路相比的设备的尺寸，其极端的表面积与体积比，以及其非常规的“特征操作范围”。这就产生了当前在发展国家环境管理系统方面的一些主要挑战。其中最突出的是需要：超灵敏，非常高带宽的位移传感器;表面质量和吸附物的前所未有的控制;在纳米级的有效驱动的新模式，以及精确，鲁棒和常规可重复的新方法，表面和散装纳米加工。我依次调查了这些方面，并通过描述这个新领域的几个令人兴奋的前景来结束。
2000-08-15 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
Cooling and control of a cavity opto-electromechanical system
我们实现了一个腔光机电系统集成电驱动能力的纳米机电设备与超灵敏的机械转导实现通过腔内光机械耦合。实现了高达0.40 microN的电梯度力，同时机械转换灵敏度为1.5 X 10^-18 m/rtHz，比迄今为止的任何纳米机电系统都提高了三个数量级。展示了光机电反馈冷却，表现出强烈的挤压的环内转导信号。即使在测量反作用引起光机械相关的临界范例中，环外换能也提供准确的温度校准。
2010-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Current-induced forces in mesoscopic systems: a scattering matrix approach
纳机电系统的特点是电子和机械自由度之间的密切联系。由于纳米尺度，流经系统的电流显著影响器件的振动动力学，补充了振动模式对电子动力学的影响。我们采用散射矩阵的量子输运的方法来发展一个统一的理论纳米机电系统的平衡。对于慢机械模式，电流可以从严格绝热极限下的Landauer-Büttiker公式获得。对绝热极限的主要修正归结为在没有偏置电压的情况下用于量子泵的电流的布劳威尔公式。本文的主要结果是散射矩阵表达式的电流感应力作用在机械自由度。这些力控制机械模式的朗之万动力学。具体而言，我们推导出表达式（通常为非保守）的平均力，（可能为负）的阻尼力，一个有效的“洛伦兹”力，甚至存在的时间反转不变的系统，和波动朗之万力的电流流动的奈奎斯特和散粒噪声。我们应用我们的一般形式主义几个简单的模型，说明了电流感应力的特殊性质。具体来说，我们发现，在平衡的情况下，电流引起的力可以不稳定的机械振动，并导致极限环动力学。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall
Modeling and Simulation of 2D Transducers Based on Suspended Graphene-Based Heterostructures in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
本研究利用COMSOL软件构建了基于石墨烯基异质结构的纳米机电压力传感器模型，模拟了圆形等不同形状二维膜的力学响应，测算了多种异质结构的杨氏模量，为高性能NEMS压力传感器设计提供指导。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nano-mechanics driven by Andreev tunneling
我们预测和分析的机械不稳定性和相应的自持机械振荡发生在纳米机电系统组成的金属碳纳米管（CNT）悬浮在两个超导导线和耦合到扫描隧道显微镜（STM）的提示。我们发现，这样的现象是实现在存在的CNT和超导导线之间的相干Andreev隧穿，和电压偏置的STM针尖和CNT之间的非相干单电子隧穿。将碳纳米管视为单能级量子点，我们证明了力学不稳定性受约瑟夫森相位差、电子能级相对位置和电荷流方向的控制.数值计算发现，自持振荡的出现导致直流电流的大幅抑制。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall
Current-induced forces in single-resonance systems
近年来，人们对纳米机电器件、电流驱动的量子机器以及电流对纳米导体的机械效应的兴趣越来越大。在这里，我们进行了深入的研究系统的电流诱导力和电子摩擦的电子有效哈密顿量可以描述的一个原型模型，一个单一的能级耦合到两个水库。我们的研究结果可以帮助更好地理解的一般条件，最大限度地提高性能的不同设备建模为一个量子点耦合到两个电子水库。此外，他们可以是有用的合理化的作用，电流感应力的机械变形的一维导体。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall
Current-driven mechanical motion of double stranded DNA results in structural instabilities and chiral-induced-spin-selectivity of electron transport
本文研究了双链DNA中电子输运手性诱导自旋选择性与机械运动的相互作用，采用混合量子-经典方法发现电子力在足够电压下产生双稳态势，使自旋极化增加9%，并指出电流噪声可监测机械不稳定性。
2024-09-23 cond-mat.mes-hall
Current and current fluctuations in quantum shuttles
我们回顾了电子穿梭机的性质，即通过利用电子和机械自由度的组合一个接一个地传输电子的纳米机电设备。我们专注于极端的量子极限，在那里的机械运动是量子化的。我们介绍了分析所需的主要理论工具，例如广义主方程和维格纳函数，我们概述了如何处理由此产生的大型数值问题的方法。说明性的结果给出了一些模型系统的电流，噪声和全计数统计。在整个评论中，我们专注于各种近似背后的物理学，并给出了一些简单的例子来说明理论概念。我们还评论了实验情况。
2004-11-08 cond-mat.mes-hall
Interplay of Rayleigh and Peierls Instabilities in Metallic Nanowires
在自由电子模型下对金属纳米线的量子力学稳定性进行了分析。的稳定性是由电子壳层效应的相互作用，由于表面张力的瑞利不稳定性，和Peierls不稳定性。虽然后者的效果限制了最大长度也为线与“魔术半径”，它被发现，纳米线在微米范围内可以在室温下是稳定的。
2003-12-09 cond-mat.mes-hall
Shuttle instabilities: semiclassical phase analysis
本文对由三个量子点组成的电子穿梭的不稳定性进行了半经典分析：其中两个量子点是固定的，通过引线耦合到不同化学势的电子储存器中，而中心点安装在一个经典谐振子上。半经典分析，这是有效的，如果中心点振荡振幅大于量子力学零点运动，可以用来获得额外的洞察力的共振和设备的不稳定性的关系。
2004-01-20 cond-mat.mes-hall
Optomechanical Metamaterials: Dirac polaritons, Gauge fields, and Instabilities
独立的光子晶体可以用来捕获光和机械振动。这些“光机械晶体”结构已经在实验上证明了光子模式和声子模式之间的强耦合，共同定位在单个缺陷位置。未来的设备可能会以这种缺陷的规则超晶格为特征，将它们变成“光机械阵列”。在这封信中，我们预测，定制的光机能带结构的这种阵列可以用来实现狄拉克物理的光子和声子，通过机械振动创建一个光子规范场，并观察到一种新的光机不稳定性。
2013-12-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-photon induced instabilities in a cavity electromechanical device
本文利用强耦合transmon与微波腔构成的极化激元模式，将单光子耦合速率提升至机械频率的4%，在亚单光子极限下观测到微波频率梳，并系统研究了不稳定响应边界及其应用前景。
2024-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Instabilities near ultrastrong coupling in microwave optomechanical cavity
本文在超导腔-机电器件中实现接近超强耦合的机械极化激元分裂，系统观测并建模了随泵浦参数变化的丰富不稳定动力学及混沌行为。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
