Role of dissipation dilution in achieving high mechanical quality factors in van der Waals resonators
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Walter Schottky Institute and Physics Department, Technical University of Munich（沃尔特·施科特基研究所与物理系，慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究针对范德华材料未利用耗散稀释提升机械品质因子的问题，采用无聚合物剥离技术制备单层MoS₂鼓，结合耗散稀释模型分析损耗机制，实现了4K下单层MoS₂鼓的高品质因子，证实耗散稀释是实现高机械品质因子的关键机制，为原子级薄谐振器用于量子传感等提供了平台。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Damping-dependent thermalization of neighboring nanomechanical resonators below 1 mK
Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；EDWATEC SA（EDWATEC公司）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所）
研究揭示了纳米机械谐振子在低温下的热化行为，发现其阻尼与热耦合相关，且热化过程不受泵功率等外部因素影响。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall
The effects of dissipation on topological mechanical systems
本文从理论上研究了机械振动晶格中类似于Chern绝缘体的拓扑力学系统的各向同性耗散效应。整体规范不变性在这个系统中仍然守恒，尽管它被量子对应物中的耗散破坏了。因此，该系统中的手征边缘态对强耗散是鲁棒的。耗散也导致本征态的阻尼分散。它将通过一个额外的有效力来修正波包的运动方程。在考虑了波矢空间的Berry曲率后，自由波包在实空间中的迹线应是弯曲的，从而佯攻打破牛顿第一定律。
2016-09-09 cond-mat.mes-hall
Force-gradient-induced mechanical dissipation of quartz tuning fork force sensors used in atomic force microscopy
我们研究了用于原子力显微镜的石英音叉谐振器的动力学，考虑到通过音叉基座的附着的机械能耗散。我们发现，音叉谐振器的品质因数的变化，即使是一个纯粹的弹性传感器样品相互作用的情况下。这是由于由传感器-样本力梯度引起的音叉叉尖的有效机械不平衡，这进而对通过谐振器基座的附接的耗散产生影响。该效应可以产生测量的耗散信号，该测量的耗散信号可以不同于仅与传感器和样品之间的耗散相关的信号。我们还发现，有一个二阶项，除了传感器-样品力梯度和音叉的共振频率偏移之间的线性关系，这是显着的，即使是在几十N/m的范围内的力梯度通常存在于原子力显微镜。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall
Low temperature dissipation scenarios in palladium nano-mechanical resonators
我们研究了Pd纳米机械谐振器在低温下的线性响应制度的耗散。金属谐振器由于隧穿二能级系统（TLS）而表现出耗散的特征。该系统通过吸附氢（$H_2$）（其引起压缩应力）提供耗散方案的独特可调谐性。预期内在应力会改变TLS行为。我们发现了一个次线性幂律$\sim T^{0.4}$耗散。正如在TLS耗散方案中所看到的，我们发现从最低温度到达到特征温度$T_{co}$，频率特性呈对数增加。在不含$H_2$的样品中，$T_{co} \sim 1K$，而在含$H_2$的样品中，其明显降低至$\sim 700 mK$。基于标准的TLS现象，我们将其归因于压缩应变样品中增强的声子-TLS耦合。我们还发现，在$H_2$中，低温耗散存在饱和现象，这可能是由于TLS与声子之间的超辐射相互作用。我们讨论了TLS现象范围内的数据和其他系统的类似数据。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Spectroscopy of mechanical dissipation in micro-mechanical membranes
我们测量了SiN薄膜振荡器的机械品质因数（Q）的频率依赖性，并观察到Q的共振变化超过两个数量级。基本机械模式的频率通过激光局部加热可逆地调谐高达40%。几个不同的共振Q观察到，可以解释耦合到膜框架模式。远离共振，背景Q与测量范围内的频率和温度无关。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-contact dissipation on the surface of charge density wave materials
电荷密度波（CDW）脱钉和滑动引起的体电损耗是一个经典的课题。我们提出了一种新的本地，纳米级的机制，描述发生的机械耗散峰的动力学的原子力显微镜针尖振荡以上的CDW材料的表面。局部表面2 $π$滑动的CDW相预测发生引起的机械滞后和大耗散在离散的尖端表面距离。我们的静态和动态数值模拟结果被认为与最近在NbSe $_2$上进行的实验相关;还讨论了应该观察到类似效应的其他候选系统。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall
Joule meets van der Waals: Mechanical dissipation via image potential states on a topological insulator surface
实验研究了Bi_2Te_3的拓扑绝缘体表面的耗散机制，观察到由于拓扑保护的表面态，普通焦耳耗散被抑制。因此，一种新型的耗散机制，观察摆原子力显微镜，这是有关的单电子隧穿共振到图像电位状态，略高于Bi2Te3表面。磁场的施加导致表面态的拓扑保护被打破，并恢复预期的焦耳耗散过程。纳米力学的能量耗散所经历的悬臂摆原子力显微镜提供了一个新的信息来源的耗散性质的量子隧穿现象的拓扑绝缘体表面。
2019-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dissipation due to two-level systems in nano-mechanical devices
我们分析了纳米机械器件频率振动的耗散。我们发现弯曲模和二能级系统之间的耦合导致亚欧姆耗散。低能量振动的逆品质因数依赖于温度为$Q^{-1} (T) \approx Q_0 + C T^{1/3}$，提供了实验数据的定量描述。
2007-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Capacitively coupled distinct mechanical resonators for room temperature phonon-cavity electromechanics
耦合的机电谐振器，可以独立驱动/检测，并很容易与外部电路集成是必不可少的探索机械模式的信号处理。在这里，我们提出了一个室温声子腔机电系统，由两个不同的谐振器：一个氮化硅机电鼓电容耦合到铝之一。我们证明机电诱导的透明度和放大的双音驱动方案，并观察声子腔力影响的机械阻尼率的两个可移动物体。我们还开发了一个基于线性耦合运动方程的分析模型，该模型捕获了经典极限下的光学机械特性，并能够定量拟合我们的测量结果。我们的研究结果开辟了新的可能性，在基于声子腔的信号处理的经典和潜在的未来在量子制度的研究。
2022-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Metallic coatings of MEMS at low temperatures: stress, elasticity and non-linear dissipation
我们提出了在低温下进行的机械测量基于MEMS的微机电结构（MEMS）涂有金属层。两个非常不同的涂层，以说明本方法的能力，即（软）铝和（硬）铌氧化物。温度被用作访问材料属性的控制参数。我们受益于低温技术，以提取在低温真空中的第一机械谐振模式的相位分辨测量。通过对相同样品重复实验，在多次金属沉积之后，我们可以准确地确定涂层对表面应力、附加质量、附加弹性和阻尼方面的机械性能的贡献。解析理论表达式推导并用于拟合数据。利用该技术提供的极宽的动态范围，我们可以测量薄金属膜的滞弹性。描述金属的动力学的关键参数进行了分析，以提供新的实验基础，为未来的理论建模的基础机制。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall
Minimization of phonon-tunneling dissipation in mechanical resonators
微米级和纳米级机械谐振器最近已经成为用于先进技术应用（例如，移动通信和惯性传感器）的普遍存在的装置，并且作为用于基础科学工作的新颖工具。它们的性能在许多情况下受到机械阻尼的有害影响的限制。在这里，我们报告了一个显着的进步，了解和控制一般的机械谐振器中的支持引起的损失。我们首先介绍一个有效的数值求解器，基于“声子隧穿”的方法，能够预测高品质的机械谐振器的设计限制阻尼。此外，通过仔细的设备工程，我们隔离支持引起的损失，并进行第一次严格的实验测试，这种损失机制的强几何依赖性。我们的结果与理论非常吻合，证明了我们方法的预测能力。结合互补耗散机制的最新进展，我们的声子隧穿求解器代表了一个重要的一步，准确预测的机械品质因数。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrode configuration and electrical dissipation of mechanical energy in quartz crystal resonators
用单片压电石英晶体制成的机械谐振器在研究新的物理现象方面有着广阔的应用前景。毫米尺寸的石英谐振器具有高的机械品质因数（$Q$），非常适合研究量子体系中的弱耦合或长时间尺度。然而，通过机械支撑的能量损失对获得高品质因数构成严重的限制因素。在这里，我们调查如何在深低温下的石英谐振器的$Q$可以限制由几种类型的损失有关的锚定。我们首先介绍的手段，以减少机械损失超过一个数量级的无箝位计划，获得$Q$ -因素的最低剪切模式的$10^8$。我们可以排除磁盘上的铝金属化或键合线作为耗散源的广泛覆盖。然而，我们发现一个戏剧性的减少的$Q$ -因素伴随着一个电极配置，涉及强集中的振动在磁盘中心。我们提出了一个电路模型，占减少机械$Q$ -因素方面的电损耗。特别是，我们展示了如何限制因素的损失可以是小欧姆耗散接地连接，这可以被解释为电锚的机械设备的损失。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
High-Q Nanomechanics via Destructive Interference of Elastic Waves
机械耗散对纳米机械器件的性能提出了普遍的挑战。在这里，我们分析了高应力纳米机械谐振器的支持诱导耗散。我们开发了一个模型，这种损失机制和测试氮化硅膜与圆形和方形几何形状。不同谐波的测量Q值呈现出非单调的行为，这是成功地解释。对于圆形几何形状的方位谐波，我们预测辐射波的相消干涉导致谐波指数中的箝位损耗的指数抑制。我们的模型也可以应用于高张力下的石墨烯鼓。
2010-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generalized dissipation dilution in strained mechanical resonators
具有高品质因数的机械谐振器在精密实验中具有相关性，范围从引力波检测和力感测到量子光学力学。众所周知，梁和膜在受到拉应力时会表现出具有增强的品质因数的弯曲模式。这种增强的机制一直是一个争论的主题，但通常归因于弹性能被无损势“稀释”。在这里，我们澄清的起源是张力和应变的几何非线性的组合的无损潜力。我们提出了一个一般的理论耗散稀释，适用于任意的谐振器的几何形状，并讨论为什么这种效果是特别强的弯曲模式的纳米机械结构具有高的纵横比。将该理论应用于非均匀双固支梁，分析了如何通过改变梁的形状来实现“软固支”、薄固支和几何应变工程，从而提高耗散稀释度，并推导出耗散稀释度的极限。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Mechanical dissipation by substrate-mode coupling in SiN resonators
最先进的纳米机械谐振器被誉为下一代时钟、滤波器、谐振传感器和量子技术的核心组件。要实际构建这些技术，需要将微芯片、谐振器和读出系统单片集成。虽然人们普遍认为，将微芯片基板安装到系统中可以极大地影响高Q谐振器的性能，但由于影响耗散的各种物理过程和因素，系统的研究仍然难以实现。在这里，我们分析了一种机制，通过这种机制，基板耦合到谐振器上制造的，并通过实验证明，这种耦合可以增加纳米机械谐振器的机械耗散时，谐振器和基板的谐振频率一致。更一般地，我们然后示出了类似的耦合机制可以存在于两个相邻的谐振器之间。由于基片模式耦合机制强烈依赖于谐振器在基片上的位置和基片的安装，这项工作提供了高精度纳米机械技术的关键设计准则。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nonlinear damping in mechanical resonators based on graphene and carbon nanotubes
碳纳米管和石墨烯可以制造出色的纳米机械谐振器。它们有望用于各种科学和技术应用，包括质量，力和电荷的传感，以及介观尺度下量子现象的研究。在这里，我们发现纳米管和石墨烯谐振器的动力学实际上是非常奇特的。我们提出了一个前所未有的情况下，机械耗散完全由非线性阻尼。作为一个惊人的结果，品质因数Q强烈地依赖于运动的幅度。这种情况是从根本上不同于其他谐振器，其耗散是由线性阻尼项占主导地位。我们认为，这种差异源于碳纳米管和石墨烯的降维。此外，我们利用非线性性质的阻尼，以提高品质因数的纳米管/石墨烯谐振器。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall
Charge density wave surface phase slips and non-contact nanofriction
电荷密度波（CDW）脱钉和滑动引起的体电损耗是一个经典的课题。我们提出了一种新的本地，纳米级的机制，描述发生的机械耗散峰的动力学的原子力显微镜针尖振荡以上的CDW材料的表面。局部表面2 $π$滑动的CDW相预测发生引起的机械滞后和大耗散在离散的尖端表面距离。我们的静态和动态数值模拟的结果被认为是相关的NbSe $_2$最近的实验，其他候选系统中，类似的效果应该是观察到的也进行了讨论。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical Dissipation and Strain Engineering
纳米机械谐振器在从生物化学传感器到移动通信、量子计算、惯性传感和精确导航的各种技术中具有应用。机械共振的品质因数对于许多应用是关键的。直到最近，机械品质因数很少超过一百万。然而，在过去的几年里，已经开发了新的方法来超越这一界限。这些方法涉及纳米机械谐振器的结构的仔细工程设计，包括使用声学带隙和嵌套结构来抑制耗散到衬底中，以及使用耗散稀释和应变工程来增加机械频率并抑制固有耗散。它们一起使品质因数在室温下达到近十亿的值，从而导致异常低的耗散。这篇评论的目的是提供一个教学介绍这些新方法，主要针对读者谁是新的领域，连同现有的国家的最先进的概述，什么可能在未来，并对这些极高品质的谐振器的未来应用的角度。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Thermoelastic Damping in Micro- and Nano-Mechanical Systems
热弹性阻尼作为一个基本的耗散机制，小规模的机械谐振器的重要性进行评估，在最近的努力，设计高Q微米和纳米尺度的机电系统（MEMS和NEMS）。本文利用线性热弹性力学方程，给出了薄梁小弯曲振动热弹性阻尼的简单推导。结果表明，齐纳的著名的近似与一个单一的热弛豫时间的洛伦兹略有偏离的确切表达式。
1999-09-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Friction of Micromechanical Resonators at Low Temperatures
微米和纳米尺度机械结构的耗散由系统中固有存在的两级缺陷的量子力学隧穿主导。我们发现，在高频率下-通常，对于较小的，微米级的结构-一种新的机制，声子泵的两级缺陷引起弱的温度依赖性的内部摩擦，$Q^{-1}$，伴随着在最近的实验中观察到的效果。由于它们的尺寸，相当于或短于发射的声子波长，这些结构遭受超辐射增强耗散的波长内包含的大量的两级缺陷的集体弛豫。
2003-01-15 cond-mat.mes-hall
Mechanical detection of sub-band mobilities of two-dimensional electron gas on reduced SrTiO$_3$(001) surface
University of Basel（巴塞尔大学）
通过低温原子力显微镜与扫描隧道谱结合，研究了机械振荡器与STO二维电子气的相互作用，揭示了载流子在能子带中的输运机制和电导特性。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dissipation across the ultrastrong-coupling regime of nanomechanical quantum Rabi systems
Université de Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学、法国国家科学研究中心、LOMA实验室）
本文针对纳米机械量子拉比系统超强耦合区的耗散问题，提出基于慢变浴谱近似的玻恩-马尔可夫框架，建立了从弱非谐到强非谐区的耗散统一描述，给出了声子阻塞演化等实验相关预测。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hierarchical tensile structures with ultralow mechanical dissipation
结构层次存在于无数的生物系统中，并改善了从埃菲尔铁塔到光学腔的人造结构。分层超材料利用多个尺寸尺度的结构来实现新的和高度期望的特性，这些特性可以与组成材料的特性显著不同。在刚性由静态张力提供的机械谐振器中，由于非常规形式的软夹持，结构层次可以将基模的耗散降低到超低水平。在这里，我们采用分层设计的氮化硅纳米机械谐振器和实现二进制树形谐振器的品质因数高达$10^9$在107 kHz的频率，达到悬浮粒子的参数政权。谐振器的热噪声限制力的灵敏度达到$740\ \mathrm{zN/\sqrt{Hz}}$在室温下和$\mathrm{90\ zN/\sqrt{Hz}}$在6 K，超过了国家的最先进的杠杆目前用于力显微镜。我们还发现，二叉树谐振器的自相似结构导致分数谱维数，这是分形几何的特征。此外，我们表明，分层设计原则可以扩展到2D蹦床膜，我们制作超低耗散膜适合干涉位置测量的法布里-珀罗腔。分级纳米机械谐振器在力感测、信号转导和量子光学力学中开辟了新的途径，其中低耗散是至关重要的，并且具有基模的操作通常是有利的。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Atomistic Modelling of Energy Dissipation in Nanoscale Gears
分子和固态齿轮构成了纳米级机械的基本组成部分。该领域制造技术的最新实验进展为更好地描绘分子级机械装置工程的最终目标的路线图做出了巨大贡献。为了补充实验研究，计算机模拟发挥了宝贵的作用，因为它们允许解决，原子级的分辨率，各种基本问题，如纳米级齿轮系的角动量的传输和能量耗散的机制，在这样的长度尺度。我们在本章中回顾我们解决后一个问题的工作。我们的计算方法是基于经典的原子分子动力学模拟。讨论了两个基本问题：（i）吸附在表面上的旋转固态纳米齿轮的主导能量耗散通道，以及（ii）在由石墨烯纳米盘和分子尺度齿轮组成的异质齿轮副中旋转运动和摩擦过程的传递。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
A method for mechanical generation of radio frequency fields in nuclear magnetic resonance force microscopy
提出了一种利用机械探测器的高次模作为射频源的超低损耗磁共振力显微镜（MRFM）的新方法。这种方法允许在样品上进行MRFM，而无需靠近射频源。此外，由于射频源需要电流，使耗散，我们的方法使核磁共振实验在超低温。消除对片上射频源的需要是迈向可广泛应用于凝聚态物理的MRFM的重要一步。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Damping and non-linearity of a levitating magnet in rotation above a superconductor
本文研究了超导体上方悬浮运动磁体的耗散。利用光学跟踪技术分析了旋转运动。它显示出显着的规律性，以及长达数小时的阻尼时间。通过比较14种不同的磁配置，详细研究了磁阻尼的贡献，并指出了与振幅相关的耗散机制。机械旋转运动的非线性动力学也揭示和描述了一个有效的Duffing模型。所获得的悬浮磁体与其环境耦合的图像揭示了它们作为高精度物理超低耗散机械振荡器的潜力。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Strained crystalline nanomechanical resonators with ultralow dissipation
在应变机械谐振器中，拉伸应力和几何非线性的同时发生显著地降低了损耗。这种现象，耗散稀释，采用在镜面悬浮的引力波干涉仪和在纳米级，其中软夹持和应变工程允许极高的品质因数。然而，这些技术迄今为止仅应用于非晶材料，特别是氮化硅。晶体材料在低温下表现出显著较低的固有阻尼，这是由于在本体中不存在两级系统，如在韦伯棒和硅光机械腔中所利用的。因此，将耗散稀释工程应用于应变晶体材料可以实现极低损耗的纳米机械谐振器，这是由于降低的内部摩擦、高固有应变和高屈服强度的组合。开创性的工作尚未充分利用这一潜力。在这里，我们证明了单晶应变硅，高迁移率晶体管的材料开发，可以用来实现超低损耗的机械谐振器。我们观察到，高纵横比（$>10^5$）应变硅纳米串支持MHz的机械模式，品质因数超过$10^{10}$在7 K，10倍的改善，在氮化硅中报告的值。在7 K时，热噪声限制力灵敏度约为$45\ \mathrm{{zN}/{\sqrt{Hz}}}$ -接近碳纳米管的灵敏度-加热速率仅为每秒60量子。我们的纳米机械谐振器表现出比最原始的宏观振荡器更低的耗散，并且它们的低质量使它们特别有希望用于量子传感和转导。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single-crystal diamond low-dissipation cavity optomechanics
单晶金刚石腔光学机械设备是混合量子系统的一个很有前途的例子：通过将机械共振耦合到光和电子自旋，它们可以使光子控制固态量子比特的新方法成为可能。然而，从高质量的金刚石芯片实现腔光学机械器件一直是一个突出的挑战。在这里，我们展示了单晶金刚石腔光学机械设备，可以使光子-声子-自旋耦合。观察到腔光机械耦合到$2\,\text{GHz}$频率（$f_\text{m}$）机械共振。在室温环境条件下，这些共振具有低耗散（机械品质因数，$Q_\text{m} > 9000$）和高频率的记录组合，其中$Q_\text{m}\cdot f_\text{m} \sim 1.9\times10^{13}$足以实现室温单声子相干。该系统在红外和可见光波长处具有高的光学品质因数（$Q_\text{o} > 10^4$）共振，几乎是边带分辨的，并且具有光机械协同性$C\sim 3$。通过辐射压力激发的机械自振荡，其31 pm的振幅被预测为提供0.6 MHz的耦合率到金刚石氮空位中心基态跃迁（6 Hz /声子），和$\sim10^5$更强的耦合率到激发态跃迁的金刚石电子自旋的设备的光机械控制的潜力被证明。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dissipation Enhanced Asymmetric Transport in Quantum Ratchets
从理论上研究了零温条件下粒子在周期非对称势场中的量子力学运动。基于半经典近似，我们发现，在弱振荡场的存在下，即使平均没有宏观场梯度，从一个局部极小值到下一个局部极小值的隧穿几率也是不对称的.耗散增强了这种不对称性，并导致稳定的单向电流，导致量子棘轮系统。
1997-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Direct observation of coherent energy transfer in nonlinear micro-mechanical oscillators
能量耗散是直接耦合到外部环境浴的物理系统的不可避免的现象。设计负责耗散和耦合的过程的能力是操纵此类系统状态的基础。这在其动态响应用于许多应用的振荡状态中特别重要，例如微和纳米机械谐振器或传感和定时，量子工程的量子位，以及光学机械设备的振动模式。在需要稳定振荡的情况下，由振动模式耗散的能量通常通过从外部能量源补充来补偿。因此，如果外部能量供应被移除，振荡的振幅立即开始衰减，因为没有办法恢复耗散的能量。在这里，我们展示了一种新的策略，以保持稳定的振荡，即具有恒定的振幅和频率，而无需提供外部能量来补偿损失。模式耦合的基本内在机制用于在振动模式之间重新分配和存储机械能，并且当外部激励关闭时将其相干地转移回主模式。为了实验证明这种现象，违背物理直觉，我们利用微机电（MEMS）振荡器的非线性动态响应耦合两个不同的振动模式，通过内部共振。由于描述这种新现象的基本原理的基本机制是通用的，并代表了各种各样的系统，所提出的方法提供了一种新的耗散工程策略，将使新一代的自主设备。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Arbitrarily large steady-state bosonic squeezing via dissipation
我们讨论了如何大量的稳态量子压缩（超过3分贝）的机械谐振器可以通过驱动光机械腔与两个控制激光器具有不同的振幅。该方案不依赖于任何明确的测量或反馈，也不简单地涉及光学弹性常数的调制。相反，它使用耗散机制，驱动腔充当工程水库。它可以等效地被看作是一个相干反馈过程，通过最小扰动的量子非破坏测量一个单一的力学正交。这表明，一般而言，相干反馈方案和油藏工程的概念密切相关。我们分析了如何优化方案，如何压缩标度与系统参数，以及如何可以直接检测到从腔输出。我们的方案是非常通用的，并且也可以用例如，超导电路
2013-12-20 cond-mat.mes-hall 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
A dissipative quantum reservoir for microwave light using a mechanical oscillator
从精确测量到控制单个量子系统，系统与其环境的隔离通常是可取的;然而，耗散也可以是一种有用的资源。值得注意的是，工程耗散使得原子、离子或超导量子比特的量子态的制备以及它们的稳定化成为可能。这是通过适当地设计耦合到由电磁模式形成的耗散冷储存器来实现的。类似地，在腔机电和光机械领域中，对机械振荡器的控制利用电磁自由度的固有冷耗散性质。打破这种范式，最近的理论工作已经考虑了相反的制度，其中机械振荡器的耗散占主导地位，并提供了一个冷的，耗散水库的电磁模式。在这里，我们实现了微波腔光机系统中的这种反向耗散制度，并实现了准瞬时，微波光的冷水库。耦合到这个水库能够操纵微波腔的敏感性，对应于微波场的动态反作用控制。此外，我们观察到参数不稳定性的开始，即微波的受激发射（激射）。同样重要的是，水库可以作为一种有用的量子资源。我们证明这一点，采用工程冷水库实现大增益（40分贝以上）相位保持微波放大器，操作0.87量子以上的限制由量子力学施加的附加噪声。这种耗散冷库形成微波纠缠方案的基础，耗散量子相变的研究，具有无限增益带宽产品的放大器和非互易设备，从而扩展了量子限制微波操纵技术的可用工具箱。
2016-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Active Passivation Tunes Hotspot Locations in GaN Transistors with In Situ Thermal Mechanical Visualization
School of Software & Microelectronics, Peking University（北京大学软件与微电子学院）；School of Integrated Circuits and Beijing Advanced Innovation Center for Integrated Circuits, Peking University（北京大学集成电路学院及北京集成电路先进创新中心）；School of physics, Peking University（北京大学物理学院）
该研究提出主动钝化技术，通过调整GaN晶体管的主动钝化层长度调控热点位置，结合原位热机械可视化与多物理场模拟揭示其机制，为功率电子学设计提供指导。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrical driving of X-band mechanical waves in a silicon photonic circuit
减少能量耗散是经典和量子技术的中心目标。光学在降低长距离通信链路的功耗方面取得了巨大成功。随着移动、量子和云技术的兴起，将这一成功扩展到更短的链接至关重要。电光调制器是这种链路中耗散的关键贡献者。许多重要的机制，如自由载流子调制和普克尔斯效应的变化，目前追求，但很少有研究的机械运动作为一个电光机制在硅。在这项工作中，我们演示了电驱动和光读出的7.2 GHz的机械模式的硅光子波导。电驱动是电容性的，并且可以在任何材料系统中实现。测量结果表明，在我们的系统中，机械介导的光学相位调制比背景相位调制的效率高两个数量级。我们的演示是在可扩展的光子平台中实现高效光机电器件的重要一步。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Probing the quantum motion of a macroscopic mechanical oscillator with a radio-frequency superconducting qubit
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-Université PSL（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）；Collège de France（法兰西学院）；Alice & Bob
利用射频超导量子比特探测宏观机械振子的量子运动，揭示热占据与量子反作用，并探索引力诱导退相干的测试可能性。
2026-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanical resonators with ultra-high-$Q$ perimeter modes
具有低机械耗散的系统广泛用于精密测量，例如引力波检测、原子力显微镜和经由光和机电的机械振荡器的量子控制。这些系统的机械品质因子（$Q$）决定了热机械力噪声和机械量子态的热退相干率。虽然耗散率通常由材料的体声波性质设定，但通过利用耗散稀释，机械$Q$可通过几何结构进行设计并增加许多数量级。最近，结合应变工程的软箝位技术使毫米级谐振器的室温品质因数接近十亿（$10^9$）。在这里，我们展示了一种新的方法来软箝位，利用振动的周边的形谐振器拴在他们的顶点。与依赖于级联元件来实现软箝位的先前方法相比，周界模式由于对称性和多边形顶点处的边界条件而被软箝位。周长模式在室温下达到36亿的$Q$，同时仅跨越两个声波波长-比最先进的机械$Q$小10倍的设备提高了4倍。我们的设备的小尺寸使它们非常适合于近场集成与微腔量子光学机械实验。此外，它们的紧凑性允许声子晶格的实现。我们证明了一个一维的Su-Schrieffer-Heeger链的高$Q$周边模式耦合通过最近邻相互作用和本地化的边缘模式的特点。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
