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
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
Entangling a nanomechanical resonator and a superconducting microwave cavity
我们提出了一个方案，能够纠缠在稳态的纳米机械谐振器与驱动超导共面波导的微波腔模式。纳米机械谐振器与波导的中心导体电容耦合，并且可以在高达数十毫开尔文的温度下实现静态纠缠。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Schroedinger Cat States of a Nanomechanical Resonator
提出了一种在纳米机械谐振腔和单库珀对盒（SCPB）耦合系统中产生大振幅薛定谔猫态和纠缠的方案，该方案不受耦合强度的限制.结果表明，共振腔和SCPB之间的纠缠可以通过光谱方法检测。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall 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
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
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
Damping and decoherence of a nanomechanical resonator due to a few two level systems
我们考虑一个量子模型的纳米机械弯曲梁谐振器与浴包括几个阻尼隧穿二能级系统（TLS）的相互作用。与谐振器与欧姆自由振荡器浴双线性相互作用（例如，建模箝位损耗）相比，机械谐振器阻尼是振幅相关的，而机械位置状态的量子叠加的退相干仅微弱地依赖于它们的空间分离。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Molecularly Thin Polyaramid Nanomechanical Resonators
Boston University（波士顿大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Washington State University（华盛顿州立大学）
本研究首次制备了由二维聚酰胺制成的纳米机械谐振器，通过测量其共振特性揭示了材料的机械性能，为发展高强低密度的分子尺度聚合物纳米电子机械系统提供了新路径。
2026-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Generating the Schrodinger cat state in a nanomechanical resonator coupled to a charge qubit
我们提出了一个方案，用于产生薛定谔猫态的几何操作的基础上，通过纳米机械谐振器耦合到超导电荷量子比特。由两个强经典场驱动的电荷量子比特与纳米机械谐振器的高频声子模式相互作用。在操作过程中，电荷量子比特没有经历真正的跃迁，而纳米机械谐振器的声子模式在相空间中沿着不同的路径移动，这取决于电荷量子比特的状态，这产生了薛定谔猫态。考虑环境噪声的影响，证明了该方案的鲁棒性，并讨论了该方案的可行性。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
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
Analogue of Cavity QED for Coupling between Spin and Nanomechanical Resonator
我们描述了一个腔QED模拟的自旋和纳米机械谐振器与磁尖的耦合系统。对于量子化纳米机械谐振器，用于该耦合系统的自旋玻色子模型可以指Jaynes-Cummings（JC）或反JC模型。这些观测结果预示了一些量子光学现象，如纳米机械谐振器在准经典态下制备时的单振荡模式中的压缩和“振荡-复苏”。通过调制RF磁场的相位，可以在JC和反JC模型之间切换系统，这为单自旋的检测提供了潜在的协议。还分析了阻尼机理。
2006-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
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
Ground state cooling of nanomechanical resonator via parametric linear coupling
我们提出了一种用于与LC振荡器线性耦合的纳米机械谐振器的基态冷却方案。线性耦合，当在红色失谐周期性调制时，将低频纳米机械模式上转换为高频LC振荡器模式，并产生反作用力，该反作用力可以将谐振器冷却到其在分辨边带区域中的基态。我们还研究了量子反作用噪声对线性耦合中的反转项所引起的冷却的影响。该方案可与原子系统的激光冷却相媲美，并可在超导电路中实现。
2008-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Piezoelectric electromechanical coupling in nanomechanical resonators with two-dimensional electron gas
研究了二维电子气对纳米悬臂梁振动的电响应。实验表明，垂直取向的悬臂梁的振动会使其底部附近的电导率发生相反的变化。这表明机电耦合的压电性质。建立了物理模型，定量地解释了实验结果。结果表明，电导率变化的主要原因是悬浮区和非悬浮区边界上机械应力的快速变化，而不是应力本身。
2016-04-21 cond-mat.mes-hall
Ground state cooling of nanomechanical resonators by electron transport
我们讨论了两个理论上的建议，控制非平衡稳态的纳米机械谐振器使用量子电子输运。具体点？我们分析了实现耦合到嵌入在（i）自旋极化接触或（ii）正常金属和超导接触之间的量子点的机械振动的基态冷却的两种方法。假设振动模式和量子点中的电子的电荷或自旋之间存在合适的耦合，我们表明，机械振荡器的基态冷却是在作为机电设备操作的悬浮碳纳米管量子点的现有技术范围内。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall
Cooling of nanomechanical resonator by thermally activated single-electron transport
我们表明，纳米机械谐振器的振动可以冷却到其量子基态附近的隧道注入的电子从STM尖端。用于耦合电子和机械自由度的两种机制之间的相互作用导致在隧穿期间振动子发射和吸收的概率幅度之间的偏置电压依赖性差异。对于一个偏置电压低于库仑阻塞阈值，我们发现，吸收占主导地位，这导致冷却对应的平均振子人口的基本弯曲模式为0.2。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Optoelectrical nanomechanical resonators made from multilayered 2D materials
涉及纳米机械运动的研究已经从其基本方面的检测和理解发展到其作为混合系统的一个组成部分的有前途的实际效用。纳米机械谐振器作为光场和微波场之间的转换器在混合系统中不可或缺的作用，例如量子通信接口，近年来提高了它们的重要性。因此，确定纳米机械谐振器家族中哪一种更适合这一角色至关重要。大多数的研究围绕纳米结构的谐振器，因为它们固有的大机械振幅，由于它们的质量非常低。在这里，我们认为，未充分利用的纳米机械谐振器制成的多层二维（2D）材料是更好地适合这个角色，因为它们的静电可调性和更大的光机械响应。为了证明这一点，我们首先证明了由石墨制成的多层纳米机械谐振器的机械模式的静电可调谐性。我们还表明，多层器件的光机械响应度将始终优于几层器件相比。最后，通过使用多层模型，并比较该器件与报道的，我们发现，中间厚度的设备的静电可调谐性并不显着低于半导体。结合制造容易性和设计可预测性方面的实用性，我们认为多层2D纳米机械谐振器是集成量子系统中电磁接口的最佳选择。
2022-02-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Particle number scaling for diffusion-induced dissipation in graphene and carbon nanotube nanomechanical resonators
当污染物在纳米机械谐振器的表面上扩散时，两者的运动变得相关。尽管是谐振器-粒子耦合中的高阶效应，但这种相关性通过诱导谐振器能量的耗散来影响系统动力学。在这里，我们考虑这种扩散引起的耗散的情况下，吸附在碳纳米管和石墨烯谐振器的多个粒子。通过求解随机运动方程，我们模拟了谐振腔的衰荡，以确定谐振腔的能量衰减率。我们发现两个不同的标度与吸附粒子数$K$和粒子质量$m$。在该制度中，吸附物被惯性捕获在振动的波腹，耗散率$Γ$与总吸附质量$Γ\propto Km$的规模。相比之下，在粒子在谐振器上自由扩散的情况下，耗散率与总吸附质量和单个粒子质量的乘积成比例：$Γ\propto Km^2$。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Extracting higher-order nonlinearities in nanomechanical resonators using the backbone relation
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本研究针对纳米机械谐振器的高阶非线性提取问题，提出基于backbone曲线的鲁棒框架，通过基准测试验证其在非线性表征上优于传统频率响应技术。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Superfluid nanomechanical resonator for quantum nanofluidics
我们已经开发了一个nanomechanical谐振器，其中的运动自由度是一个超流体4He振荡流限制到精确定义的nanofluidic通道。它由测量介电常数的腔内电容器组成，该电容器耦合到纳米级通道内的超流体亥姆霍兹共振，并且它能够灵敏地检测纳米流体量子流。我们提出了一个模型来解释我们的超流体纳米机械谐振器的动力学，我们展示了它如何可以用于探测受限的几何形状对热力学函数的影响。我们报告等压测量的超流部分在液体4He在不同的压力，和发病的量子湍流在限制几何。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
FPU physics with nanomechanical graphene resonators: intrinsic relaxation and thermalization from flexural mode coupling
非线性系统中的热化是统计力学中的一个中心概念，自Fermi，Pasta和Ulam（FPU）的开创性工作以来，已经在理论上得到了广泛的研究。使用分子动力学和连续建模的振铃设置，我们表明，由于非线性模式耦合的热化本质上限制了纳米机械石墨烯鼓的品质因数，并把它们变成FPU物理的潜在测试床。我们发现的热化率$Γ$是独立的半径和缩放为$Γ\sim T^*/ε_{\rm pre}^2$，其中$T^*$和$ε_{\rm pre}$是有效的谐振腔温度和预应变。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall
Statistical Properties of a Fluctuation-Driven Nanomechanical Duffing Resonator
Boston University（波士顿大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；James Madison University（詹姆斯麦迪逊大学）；Sabanci University（萨班哲大学）；Bilkent University（比尔肯特大学）；Gordon College（戈登学院）
研究纳米机械双端固支梁振子的涨落非线性动力学，引入基于模式涨落振幅的有效温度，发现大振幅下非线性显著时有效热能降低、响应统计从高斯转为低峰态。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Single-Crystal Diamond Nanomechanical Resonators with Quality Factors exceeding one Million
我们目前的纳米加工和机械测量的单晶金刚石薄膜的厚度下降到85纳米，厚度均匀性优于20纳米，和横向尺寸高达240微米。在室温下发现超过100万的品质因数，超过了类似尺寸的最先进的单晶硅杠杆的品质因数大约一个数量级。在毫开尔文温度下，力灵敏度为几百zeptonewtons的杠杆是最好的。因此，单晶金刚石可以通过简单地替代谐振器材料来直接改善现有的力和质量传感器，并导致具有极低能量耗散的量子纳米机械设备。
2012-12-06 cond-mat.mes-hall
Nanofluidics of Single-crystal Diamond Nanomechanical Resonators
单晶金刚石纳米机械谐振器正在开发无数的应用。这些应用中的许多要求谐振器在流体中操作，即，气体或液体。在这里，我们调查的流体动力学的单晶金刚石纳米机械谐振器的形式nanoantilevers。首先，我们测量了具有不同线性尺寸和频率的金刚石纳米悬臂梁在三种气体He，N $_2$和Ar中的压力依赖性耗散。我们观察到，长度尺度和频率之间的微妙的相互作用支配的流体耗散的缩放。其次，我们通过分析分子流状态下的耗散，比较了不同气体在金刚石表面的表面可容性。最后，我们测量的纳米antilevers在水中的热波动，并比较所观察到的耗散和频率的变化与理论预测。这些发现为开发可在流体中操作的金刚石纳米机械谐振器奠定了基础。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
A few-layer graphene nanomechanical resonator driven by digitally modulated video signals
本研究利用少层石墨烯纳米机械谐振器作为滤波器，处理宽带数字调制视频信号，通过解调调制振动生成纳米机械视频，揭示了多频驱动下独特的振动特征。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall
Macroscopic quantum effects in a strongly driven nanomechanical resonator
研究了纳米机械悬臂梁在周期性外力驱动下的非线性响应。因此，基横模的振幅表现得像一个受驱动的非谐势中的弱阻尼量子粒子。利用Born-Markovian主方程，计算了不同驱动频率下的基模振幅。在非线性区域，我们观察到相应的经典模型中不存在的共振。它们被证明是与共振多声子激发。此外，我们确定在动态诱导的有效势的共振隧穿。
2005-05-27 cond-mat.mes-hall
Photonic Cavity Synchronization of Nanomechanical Oscillators
振荡系统的同步是一种常见的自然现象，并逐渐成为现代物理学中的一个重要概念。纳米机械谐振器由于其可控的振荡特性和可工程化的非线性，是研究同步的理想系统。在这里，我们展示了两个纳米机械振荡器通过光子谐振器的同步，使机械隔离的纳米机械谐振器之间的光机械同步。光学反作用引起机械谐振器的反应性和耗散性耦合，导致谐振器的相干振荡和相互锁定，其动力学超出了广泛接受的相位振荡器（仓本）模型。除了振荡器之间的相位差之外，它们的幅度也被耦合，导致同步载波信号周围出现边带。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ground-state cooling of a carbon nanomechanical resonator by spin-polarized current
研究了由两个铁磁体接触的悬浮碳纳米管量子点实现的量子力学谐振器的非平衡稳态。由于自旋-轨道相互作用和/或外部磁场梯度，点上的自旋直接耦合到弯曲本征模。因此，纳米机械运动引起隧穿电子的非弹性自旋翻转。有限偏置电压下的自旋极化电流导致机械模式的加热或主动冷却。我们表明，最大的冷却是在共振输运时，两个点之间的能量分裂的相反的自旋等于振动频率。即使对于弱的电子谐振器耦合和中等的极化，我们也可以用引线的温度（例如，$T=10ω$）实现基态冷却。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall
Phonon coupling between a nanomechanical resonator and a quantum fluid
纳米力学系统由于其对外力的异常敏感性，已成为研究各种介观物理系统和实现混合量子系统的重要工具。虽然纳米力学已广泛应用于固态系统，但其在液体中的应用却很少研究。在那里，它发现了独特的应用，如生物传感，流变传感，并在未开发的制度研究流体动力学。它在量子流体中的应用为研究低激发水平下的流体提供了新的机会，一直到量子极限，并在纳米尺度上达到流体相干长度。低损耗激发的传导和控制也促进了长寿命的量子信息存储。在这项工作中，我们证明了有效的耦合的纳米机械谐振器的声子在玻色子量子流体-超流体$^4$他。通过操作超高频纳米光机械微盘谐振器浸没在超流体$^4$他，我们表明，谐振器的动力学主要是由声子耦合到超流体。获得了高的声子交换效率$>92\%$和每振荡周期0.25个声子的最小激发速率。我们进一步表明，纳米机械谐振器可以强烈耦合到超流腔声子与合作高达880。我们的研究为超流体在纳米尺度和低激发态下的控制和操纵开辟了新的机会。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall
Edge mode based graphene nanomechanical resonators for high-sensitivity mass sensor
我们进行了分子动力学模拟和理论分析，以研究基于石墨烯纳米机械谐振器的质量传感器的灵敏度，这是致动以下的全球扩展模式或本地化的边缘模式。我们发现，对应于边缘模式的质量检测灵敏度是约三倍高于对应于扩展模式。我们的分析推导表明，灵敏度的增强源于边缘模式的有效质量的减少，由于其本地化功能。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser cooling of a nanomechanical resonator mode to its quantum ground state
我们表明，它是可能的冷却纳米机械谐振器模式到其基态。所提出的技术是基于嵌入的量子点的声子边带的共振激光激发。边带耦合的强度直接由量子点光学跃迁的初态和终态的电子-声子耦合之间的差异决定。我们所描述的技术的可能应用包括产生非经典状态的机械运动。
2003-06-29 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
