Continous Measurement of the Energy Eigenstates of a Nanomechanical Resonator without a Non-Demolition Probe
我们表明，它是可以执行一个连续的测量，不断项目的纳米谐振器到其能量本征态，采用线性耦合与两个状态系统。这种技术使得有可能执行的测量，通过耦合到一个库珀对盒和超导传输线谐振器暴露的谐振器的量子性质。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coupling spins to nanomechanical resonators: Toward quantum spin-mechanics
自旋力学研究纳米机械谐振器中自旋系统与机械振动之间的相互作用，并探索其在量子信息处理中的潜在应用。在本教程中，我们总结了各种类型的自旋机械谐振器，并讨论了腔QED类和陷阱离子类自旋机械耦合过程。综述了利用金刚石中带负电荷的氮空位和硅空位中心实现这些工艺的方法。展望达到完整的量子制度的自旋力学，其中量子控制可以发生在单自旋和单声子的水平，讨论了强调应变耦合的缺陷中心的轨道自由度的关键作用。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Reading, writing and squeezing the entangled states of two nanomechanical resonators coupled to a SQUID
我们研究了一个系统的两个纳米机械谐振器嵌入在一个直流SQUID。我们表明，电感耦合谐振器可以被视为两个纠缠的量子存储器元件的状态，可以读取，或写上采用SQUID作为位移检测器或开关额外的外部磁场，分别。本文提出了一种压缩谐振腔偶模态的方案，从而降低了SQUID中磁通量测量的噪声。最后利用量子主方程分析了耗散对压缩的影响，并定性地给出了弱阻尼区和强阻尼区的不同表现。我们的预测可以用目前的实验能力来检验。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid quantum system with strong magnetic coupling of a magnetic vortex to a nanomechanical resonator
我们提出了一个由磁涡旋和纳米机械共振器组成的混合量子系统。我们证明了涡旋的旋向模可以通过磁相互作用相干耦合到谐振腔的量子化机械运动。利用纳米机械谐振器的拓扑保护特性和低阻尼特性，通过选择合适的参数，该系统可以实现强耦合甚至超强耦合。结合其他量子系统，例如氮空位（NV）中心，可以实现涡旋激发和自旋之间的相干态转移。该装置为量子信息处理和研究超强耦合机制以及宏观量子物理提供了一个潜在的平台。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Classical to Quantum Transition of a Driven Nonlinear Nanomechanical Resonator
我们寻求的第一个迹象表明，纳米机电系统（NEMS）进入量子域，因为它的质量和温度降低。我们发现他们通过研究从经典到量子行为的驱动非线性Duffing谐振腔的过渡。运动方程的数值解，在谐振器的谐振腔的谐振区，表明量子维格纳函数逐渐偏离相应的经典相空间概率密度。由于非线性而产生的这些明显差异可以作为实验证据，在不久的将来，NEMS谐振器正在进入量子领域。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detecting quantum-coherent nanomechanical oscillations using the current-noise spectrum of a double quantum dot
我们考虑一个纳米机械谐振器耦合到一个双量子点。我们演示了如何通过双量子点的有限频率电流噪声谱可以用来区分附近的纳米机电谐振器中的经典和量子行为。我们还展示了如何全频电流噪声谱上的组合双量子点谐振器的能量谱的重要信息。最后，我们指出了腔的量子态被压缩的区域，并研究了互相关的电子-声子电流噪声。
2008-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Nondemolition Measurement of Discrete Fock States of a Nanomechanical Resonator
本文从理论上研究了一种集成纳米机械谐振器和LC谐振器的射频超导干涉装置。通过应用绝热和旋转波近似，我们得到一个有效的哈密顿量，管理的机械和LC谐振器的动力学。该哈密顿量中的非线性项可用于对纳米机械谐振器的Fock态进行量子非破坏测量。我们解决的实验实施的可行性，并表明，非线性耦合可以足够强，允许检测离散的机械Fock状态。
2007-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controllable Coupling between Flux Qubit and Nanomechanical Resonator by Magnetic Field
我们提出了一种将纳米机械谐振器的量子化模式耦合到超导约瑟夫森结（或相位滑移）通量量子比特回路中的持续电流的有源机制。该耦合由外部耦合磁场独立控制。整个系统在强耦合极限下形成了一种新的固态腔量子电动力学（QED）结构。该结构可用于演示量子光学现象和相干操纵量子比特进行量子信息处理。这种耦合机制适用于更一般的超导约瑟夫森结系统是多能级系统的情况，并讨论了实验实现中的实际问题。
2007-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooling a nanomechanical resonator by a triple quantum dot
提出了一种实现纳米机械谐振器（NAMR）电容耦合到三重量子点（TQD）的基态冷却的方法。这种TQD是$Λ$构型的三能级原子的电子模拟物，它允许电子通过低能态进入它，并且只从高能态退出。通过调节TQD中两个较低能量态的简并度，电子可以被捕获在由两个隧穿路径之间的破坏性量子干涉引起的暗态中。因此，当电子从NAMR中容易且重复地吸收能量量子用于激发时，可以实现NAMR的基态冷却。
2012-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum master equation descriptions of a nanomechanical resonator coupled to a single-electron transistor
我们分析了耦合到正常态单电子晶体管（SET）的纳米机械谐振器的量子动力学。从微观描述的系统，我们推导出的SET岛电荷和谐振器，这是有效的弱机电耦合的限制的主方程。使用这个主方程，我们表明，除了短暂的瞬变，谐振器总是表现得像一个阻尼谐振子与移位频率和放松到热类稳态。虽然定性的行为保持不变，我们发现，谐振器的阻尼率和频移的幅度非常敏感地依赖于谐振器的周期和电子隧穿时间的相对大小。当电和机械时标相同时，出现最大阻尼，但当谐振器移动得比岛电荷慢得多时，频移最大。然后，我们推导出简化的主方程描述的谐振器动态。通过稍微不同的近似，我们得到两个不同的简化的主方程的谐振器。除了微小的差异，这两个减少主方程产生了一致的图片的谐振器动态匹配，从主方程，包括SET岛电荷。
2005-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Nondemolition Squeezing of a Nanomechanical Resonator
我们表明，纳米谐振器的位置可以被压缩显着低于基态水平，通过测量纳米谐振器与量子点接触或单电子晶体管，并施加一个周期性的电压在整个检测器。压缩的机制基本上是将振子的量子非破坏测量推广到由弱耦合探测器进行连续测量的情况。量子反馈是必要的，以防止"加热“由于测量反作用。我们还讨论了压缩态的实验验证过程。
2004-06-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum entanglement between a nonlinear nanomechanical resonator and a microwave field
我们考虑一个理论模型的非线性纳米机械谐振器耦合到超导微波谐振器。纳米机械谐振器以其谐振频率的两倍被参数化地驱动，而超导微波谐振器以频率相差等于参数化驱动频率的量的两个音调被驱动。我们证明了该系统的半经典近似具有一个有趣的不动点分支结构。在半经典动力学中，从稳定的不动点到极限环的过渡被观察到，从正到负的失谐。我们发现，这种分叉结构的签名也存在于全耗散量子系统，并进一步表明，它导致的纳米机械谐振器和微波腔之间的混合态纠缠的耗散量子系统，是一个最大的接近半经典分岔。给出了半经典极限环的量子签名。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fano-like Anti-resonances in Nanomechanical and Optomechanical Systems
我们研究了一个谐振腔耦合到一个通用的检测器，并计算了两个子系统的噪声谱。我们描述了一个封闭的，线性的，一组朗之万方程的耦合系统，并推导出一个一般形式的谐振器和检测器的有限频率噪声。谐振器频谱是具有有效阻尼、频移和扩散项的众所周知的热形式。相比之下，检测器噪声显示出相当惊人的Fano类共振，即在重整化频率处存在共振，并且在裸共振器频率处存在反共振。作为这种效应的例子，我们计算了正常状态下的单电子晶体管耦合到谐振器的电容和腔参数耦合到谐振器的光谱。
2009-02-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooling Torsional Nanomechanical Vibration by Spin-Orbit Interactions
我们提出并研究了一种基于自旋-轨道相互作用的机制来主动冷却由半导体材料制成的纳米机械谐振器的扭转振动。我们发现，电子的自旋轨道相互作用可以诱导电子自旋和纳米机械振动的扭转模式之间的相干耦合。这种相干耦合通过共振器和自旋系综的动态热化导致扭转模的主动冷却。
2007-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polarimetric analysis of stress anisotropy in nanomechanical silicon nitride resonators
我们实现了一个圆形的灰场偏光镜图像应力引起的双折射薄（亚微米厚）氮化硅（SiN）膜和字符串。这使得主应力和应力各向异性的取向的定量映射成为可能，与有限元建模（FEM）互补并一致。此外，使用一个众所周知的应力各向异性的样品，我们提取一个新的值的光弹性（布鲁斯特）系数的氮化硅，$C \approx (3.4~\pm~0.1)\times~10^{-6}~\mathrm{MPa}^{-1}$。我们探讨了可能的应用方法来分析和质量控制与声子晶体图案的应力膜
2017-02-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Diffusion-induced bistability of driven nanomechanical resonators
我们研究纳米机械谐振器的频率波动，由于扩散的吸收粒子。通过惯性效应，扩散取决于振动幅度。我们发现，如果扩散系数足够大，谐振器响应周期驱动显示双稳态。共存振动态的寿命与扩散系数成指数关系。它还显示了一个特征的缩放依赖于分叉点的距离。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall
Mechanical Mixing in Nonlinear Nanomechanical Resonators
纳米机械谐振器，加工出的硅绝缘体晶片，在非线性制度调查高阶机械混合在射频，相关的信号处理和非线性动力学纳米尺度。在两个相邻频率的驱动下，谐振器产生丰富的功率谱，呈现出大量的卫星峰。这种非线性响应进行了研究和比较$n^{th}$阶微扰理论和非微扰数值计算。
1999-12-15 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
Overcoming limitations of nanomechanical resonators with simultaneous resonances
动态稳定的同时初级和超谐波谐振高阶非线性抵消演示了静电驱动，压电传感纳米机械谐振器。我们通过实验证明了三阶非线性抵消和同时共振的组合如何用于线性驱动纳米悬臂达到非常大的振幅，与拉入发生等基本限制相比，为高性能传感或时间参考的高频率稳定性谐振器开辟了道路。
2015-04-27 cond-mat.mes-hall
Ultra-coherent nanomechanical resonators based on inverse design
具有超低耗散的工程微机械和纳米机械谐振器构成了从磁共振力显微镜等高精度传感到不同量子系统之间的量子转换等应用的理想系统。传统上，谐振器性能的改善-通常由其Qf乘积（其中Q是品质因数，f是频率）量化-通过纳米机械工程（例如耗散稀释和应变工程），由人类直觉和洞察力驱动。这种方法效率低下，并且留下了大量未开发的机械设计，这些设计可能会实现更好的性能。在这里，我们使用一种计算机辅助的逆设计方法，称为拓扑优化结构设计的机械谐振器的基本机械模式的最佳性能。使用这种方法的结果，我们制造和表征超相干纳米机械谐振器具有创纪录的高Qf产品，进入量子相干制度，在室温下观察到相干振荡。对描述机械系统的模型的进一步改进可能会进一步提高Qf乘积。所提出的方法-也可用于改善声子晶体和耦合模谐振器-为设计用于尖端技术的超相干微米和纳米机械谐振器开辟了一个新的范例，例如基础物理学中的新颖实验。（例如寻找暗物质和引力的量子性质）和对磁场的极端感测，电场和质量在室温下具有前所未有的灵敏度。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Microscopic nanomechanical dissipation in gallium arsenide resonators
我们报告的纳米机械耗散在高频（约300 MHz）砷化镓光机械盘谐振器的系统研究，在夹紧和流体损失可以忽略不计的条件下。声子-声子相互作用被证明有助于在低温下（3 K）的损失背景消失。氧化铝在表面的原子层沉积修改谐振器的品质因数，指向表面耗散的重要性。温度演变是准确地拟合两个层次的系统模型，表明砷化镓谐振器中的纳米机械耗散直接连接到它们的微观特性。两级系统，特别是在表面，似乎规则的阻尼和波动的这种高品质的晶体纳米机械设备，在所有温度从3至300 K。
2018-01-27 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
Nanomechanical resonators operating as charge detectors in the nonlinear regime
我们目前的测量纳米机械谐振器从绝缘体上硅基板加工。谐振器被设计为自由悬挂的Au/Si梁的长度为1 - 4 μ m的顺序和200 nm的厚度。通过在平面内施加射频调制和磁场，光束被驱动成非线性响应。磁动响应的强滞后允许通过改变栅极电极的静电电势来进行灵敏的电荷检测。
1999-10-21 cond-mat.mes-hall
Frequency and phase noise of ultra-high Q silicon nitride nanomechanical resonators
我们描述了由化学计量氮化硅制成的超高Q纳米机械谐振器的振幅噪声和相位噪声的测量和建模。在品质因数超过200万的情况下，对谐振器的噪声性能进行了高精度的研究。我们发现，振幅噪声可以很好地描述的热机械模型，然而，谐振器表现出相当大的额外的相位噪声，由于其固有的频率波动。我们开发了一种方法来提取驱动谐振器的谐振器频率波动，并获得噪声谱的依赖性，这可能是由于缺陷运动与广泛分布的弛豫时间。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall
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
Nonlinearity and nonclassicality in a nanomechanical resonator
定量地讨论了机械谐振器的非线性与其基态非经典性之间的关系。特别是，我们分析了非线性Duffing振荡器（被驱动或不）的非经典特性作为一个范例的非线性纳米机械谐振器。我们首先讨论如何量化这个系统的非线性，然后表明，非经典的基态，所占的体积由负的一部分的维格纳函数，单调增加的非线性在我们的研究中解决的所有工作制度。我们的研究结果定量地表明，非线性是一个资源，创造非经典状态的力学系统。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics of a nanomechanical resonator coupled to a superconducting single-electron transistor
我们提出了一个耦合到超导单电子晶体管（SSET）的约瑟夫森准粒子（JQP）和双约瑟夫森准粒子（DJQP）共振附近的纳米机械谐振器的动力学分析。对于弱耦合和动力学时标的宽分离，我们发现对于任一超导共振，共振器的动力学由Fokker-Planck方程给出，即，SSET有效地表现为特征在于有效温度的平衡热浴，其还阻尼谐振器并使其频率重新归一化。取决于相对于超导谐振的栅极和漏极-源极电压偏置点，SSET还可以引起机械谐振器中的不稳定性，该不稳定性由适当的福克-普朗克方程内的负阻尼和温度标记。此外，足够接近共振，我们发现，福克-普朗克描述打破。我们还指出，有一个密切的类比之间的耦合纳米机械谐振器的SSET在附近的JQP共振和多普勒冷却的原子通过激光。
2005-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Mass Detection with Nonlinear Nanomechanical Resonator
纳米机械谐振器具有小质量、高谐振频率和低阻尼率，被广泛用作质量检测器。我们研究这样的检测器的性能时，谐振器被驱动到一个区域的非线性振荡。我们从理论上预测，在这个区域的系统作为一个相敏机械放大器。当零差检测用于读出时，可以利用这种行为来实现输出信号中的噪声压缩。我们发现，在这个区域中的设备的质量灵敏度可能超过上限时，在线性区域中操作的灵敏度由热机械噪声。另一方面，我们表明，高质量的灵敏度是伴随着系统的响应的质量变化的放缓。
2006-07-05 cond-mat.mes-hall nlin.SI quant-ph
Ultra-coherent nanomechanical resonators via soft clamping and dissipation dilution
纳米机械谐振器的小质量和高相干性使其成为最终的力探针，其应用范围从生物传感和磁共振力显微镜到量子光学力学。在这些实验中，一个臭名昭著的挑战是与通过内部或外部损耗通道耗散有关的热机械噪声。在这里，我们介绍了一种新的方法来定义纳米机械模式，它同时提供了强大的空间限制，从基板的完全隔离，和稀释的谐振器材料的固有耗散的五个数量级。它是基于一个声子带隙结构，本地化的模式，而不施加一个刚性钳的边界条件。高度张紧的氮化硅谐振器中的减小的曲率使得能够在$ 1 \,\mathrm{MHz}$下实现机械$Q>10^{8}$，从而产生在室温下尚未报道的最高机械$Qf$ -产物（$>10^{14}\,\mathrm{Hz}$）。相应的相干时间接近那些光学捕获的电介质粒子。外推到$4{.}2$ Kelvin预测了$\sim$量子/ms加热速率，类似于捕获的离子。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Advanced control with a Cooper-pair box: stimulated Raman adiabatic passage and Fock-state generation in a nanomechanical resonator
在超导纳米电路领域的快速实验进展引起了对这些宏观相干系统的先进量子控制技术的越来越多的追求。在这里，我们从理论上证明，受激拉曼绝热通道（STIRAP）应该是可能的量子设置的库珀对盒。该方案对退相干具有鲁棒性，即使在现有技术下也应该是可实现的。作为应用，我们提出了一种方法，产生单声子态的纳米机械谐振器的真空激励绝热通道与超导纳米电路耦合到谐振器。
2005-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Noncontact friction in ultracoherent nanomechanical resonators near dielectric materials
本文发现超相干纳米机械谐振器在靠近介电材料时，会因谐振器携带静电荷运动引发介电损耗而产生非接触摩擦，导致机械相干性下降，揭示了系统集成中的关键限制。
2025-09-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
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
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
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
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
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
Electrically-tunable graphene nanomechanical resonators
本文综述了石墨烯纳米机械谐振器的电学可调性研究进展，涵盖器件结构、关键力学性能、电栅控行为及经典/量子应用，并展望了未来挑战与机遇。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Signal amplification in a nanomechanical Duffing resonator via stochastic resonance
实验研究了非线性纳米机械谐振器中的随机共振现象。该器件由一个PdAu双钳位梁作为一个纳米机械谐振器激励的相邻的栅电极的电容和它的振动进行光学检测。在两个亚稳态之间的跃迁速率相等的点附近，通过强泵浦将谐振腔调谐到其双稳区。泵是幅度调制的，诱导状态之间的激活势垒的调制。当噪声被添加到激励时，谐振器的位移表现出噪声相关的放大。我们测量了谐振器的时域和频域响应，频谱放大率和跳跃时间的统计分布。
2006-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
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
