Effects of noise on hysteresis and resonance width in graphene and nanotubes resonators
我们调查的作用，噪声在滞后动力学的悬浮纳米管或石墨烯片受到振荡力。我们发现，不仅在这些系统中的滞后区的大小，而且位置可以控制的噪声。我们还发现，纳米谐振器作为噪声整流器：通过增加设置中的噪声，在这些系统中的特征峰的谐振宽度减小，因此，品质因数增加。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall
Nonlinear resonance in a three-terminal carbon nanotube resonator
利用微扰理论和直接数值积分方法研究了三端碳纳米管谐振器与射频传输线耦合时的射频响应。我们发现三个不同的振荡制度，包括一个制度能够表现出非常大的磁滞回线的频率响应。考虑到一个纯粹的电容转导，我们推导出一组代数方程，可以用来找到输出功率（S参数）的设备连接到传输线的特性阻抗$Z_0$。
2006-12-22 cond-mat.mes-hall
The loop-zag resonator: A loop-gap resonator design for improved sensitivity in electron-spin resonance experiments
本研究提出新型loop-zag环隙谐振器设计，通过在间隙路径加锯齿结构增大电容，在约2.9GHz谐振频率下缩小环尺寸、提升填充因子与灵敏度，经实验和有限元模拟验证，可支撑ESR等微波工程应用。
2023-07-20 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
Sensing and cooling of a nanomechanical resonator with an electron beam stimulated internal feedback and a capacitive force
提出了一种考虑电容相互作用的自由电子束冷却纳米悬臂梁的模型。位置传感和冷却应用的最佳参数估计从以前的实验条件。特别是，我们证明了一个纯粹的电容力和电子束刺激的内部反馈可以降低纳米antilever的温度的几个数量级，与传统的静电阻尼制度形成鲜明对比。我们提出了一个一步一步的协议来提取实验的相互依赖的参数。这项工作将有助于电子显微镜的超灵敏力传感器的未来发展。
2018-08-21 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
Metallic coplanar resonators optimized for low-temperature measurements
金属共面微波谐振器在室温下得到了广泛的应用，但其低温性能却很少受到关注。我们的特点是紧凑的铜共面谐振器与多个模式从2.5到20 GHz的温度低至5 K。我们研究了中心导体宽度（20至100 μm）和耦合间隙尺寸（10至50 μm）的影响，我们观察到较宽的中心导体的品质因数（Q）大幅增加，最高可达470。谐振器的磁场依赖性很弱，对于7 T的外加场，Q的最大变化为3.5%。这使得这些金属谐振器非常适合磁共振研究，因为我们在多个共振频率下用电子自旋共振（ESR）测量记录。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall
Noise color and asymmetry in stochastic resonance with silicon nanomechanical resonators
白噪声随机共振是纳米力学双态系统中一种潜在的信号放大机制。虽然白噪声代表随机共振的原型刺激，但纳米机械设备的典型操作环境通常包含不同类型的噪声，特别是具有1/f频谱的有色噪声。因此，更好地理解噪声颜色的影响将有助于最大限度地提高器件性能。在这里，我们报告的随机共振测量硅纳米机械谐振器使用1/f噪声和Ornstein-Uhlenbeck噪声类型。功率谱密度和停留时间分布提供了对振幅状态的不对称性的洞察，并且数据集表明，具有增加的噪声颜色（即α）的1/f^α噪声谱可能导致系统中的不对称性增加，从而降低可实现的放大。此外，我们探讨了相关时间τ的随机共振与使用指数相关噪声的影响。我们发现随着相关时间的增加，光谱放大会出现单调抑制。
2009-03-14 cond-mat.mes-hall
Nonlinear dynamics of a functionally graded piezoelectric micro-resonator in the vicinity of the primary resonance
本研究针对双面静电驱动电容式微梁进行非线性动力学研究。微谐振器由硅和作为压电材料的PZT组成。压电陶瓷沿微梁高度按幂律分布。微谐振器同时受到直流压电和双面静电驱动。DC压电致动导致沿着微梁的长度产生轴向力，并且这被用作调谐工具以改变微谐振器的主谐振。通过哈密顿量的极小化导出了运动的控制方程，并将其推广到粘性阻尼系统。在主共振附近的周期性解决方案检测的拍摄方法和它们的稳定性进行了研究，通过确定所谓的Floquet指数的扰动运动。确定了对应于三个独立周期轨道的吸引域。结果表明，周期轨道的振幅越大，吸引子的面积越小
2016-11-13 cond-mat.mes-hall
Giant enhancement in the thermal responsivity of microelectromechanical resonators by internal mode coupling
我们报告了一个巨大的增强的热响应度的双钳位GaAs微机电（MEMS）梁谐振器通过使用内模耦合效应。这是通过将MEMS梁谐振器的基本弯曲模式与基本扭转模式通过立方Duffing非线性耦合来实现的。在模式耦合机制中，我们已经发现，当MEMS谐振器的输入热以特定频率调制时，由加热引起的谐振频率偏移可以增强几乎两个数量级。所观察到的效果是有希望实现高灵敏度的热传感，通过使用MEMS谐振器，如超灵敏的太赫兹检测在室温下。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Spin detection with a micromechanical trampoline: Towards magnetic resonance microscopy harnessing cavity optomechanics
我们探讨的前景和好处相结合的技术，腔光学力学与努力的图像自旋使用磁共振力显微镜（MRFM）。特别是，我们专注于一种常见的机械谐振腔中使用的腔光学机械-高应力化学计量氮化硅（Si $_3$ N $_4$）膜。我们目前的实验工作与蹦床膜谐振器，具有品质因数以上$10^6$和一个数量级低于可比的标准膜谐振器的质量。这样的高应力谐振器通过使用诸如软夹持和声辐射的声子晶体控制与低温冷却相结合的技术而处于在MHz频率下达到0.1 $\rm{aN}/\sqrt{\rm{Hz}}$力灵敏度的轨迹上。我们提出了一个示范的力检测电子自旋共振系综在室温下使用蹦床谐振器功能化的磁性颗粒。我们讨论了在低温下将这样的谐振器与集成法布里-珀罗腔读出相结合的前景，并为膜腔光机设备对核自旋MRFM的未来影响提供了思路。
2019-05-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic Resonance Force Detection using a Membrane Resonator
小型、低成本磁共振成像仪器的出现将进一步扩大这一技术的实质性影响。我们报告使用低应力氮化硅（SiN $_x$）膜的磁共振高灵敏度检测。我们使用这些膜作为低损耗，高频机械振荡器，并发现它们能够以高灵敏度机械检测自旋相关力，从而实现超灵敏的磁共振检测。高的力检测灵敏度源于它们的高机械品质因数$Q\sim10^6$与谐振器的低质量相结合。我们利用这种优异的机械力灵敏度来检测使用SiN $_x$膜作为力检测器的电子自旋磁共振。在300 K下的力灵敏度为4 fN/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$，表明潜在的低温（4 K）灵敏度为25 aN/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$。由于其灵敏度，坚固的结构，大的表面积和低成本，SiN $_x$膜可以作为一个紧凑的室温ESR和NMR仪器，具有优越的空间分辨率比传统的方法的核心组成部分。
2016-03-28 cond-mat.mes-hall
Quantum dot admittance probed at microwave frequencies with an on-chip resonator
我们提出了一个量子点隧道耦合到二维电子气的动态导纳的微波频率测量。测量是通过一个高品质的6.75 GHz的片上谐振器电容耦合到点。谐振器的频率被发现移动向下和向上接近对应于系统的电抗的符号从电容性到电感性的变化的点的电导谐振。观测结果与散射矩阵模型一致。电抗的符号取决于点与电导谐振的失谐以及相对于谐振器频率的到引线的隧道速率的幅度。当隧道耦合和温度与谐振器频率相比足够小时，在电导谐振上观察到感应响应。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall
Delta-Interference of Two Friedel Resonances
当单个谐振器耦合到连续谱时，获得有限半宽的谐振。这种共振在许多物理学领域都是已知的。弗里德尔共振是一个例子，其中d-杂质溶解在一个简单的金属。如果两个谐振器耦合到连续谱，则谐振干涉。对于相同的耦合和频率，获得两个有效的谐振。其中一个与连续谱的有效耦合可以被调谐到零，产生类似δ的共振。
2009-12-05 cond-mat.mes-hall
Capacitive Spring Softening in Single-Walled Carbon Nanotube Nanoelectromechanical Resonators
我们报道了在单壁碳纳米管（SWNT）纳机电（NEM）谐振器中观察到的电容性弹簧软化效应。纳米管谐振器采用双栅结构，底栅和侧栅都可以通过电容耦合调谐谐振频率。有趣的是，随着侧栅电压的增加，观察到向下的谐振频率偏移，这可以归因于弹性常数的电容软化。此外，平面内振动模式比平面外模式表现出更强的弹簧软化效应。我们的双栅极设计应该能够区分这两种类型的振动模式，并开辟了新的可能性，非线性操作的纳米管谐振器。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall
Mechanical detection of carbon nanotube resonator vibrations
利用一种新型的扫描力显微镜方法，在大气压空气中对碳纳米管谐振器的弯曲振动进行了机械检测。基阶和高阶弯曲本征模在高达3.1GHz的振幅亚纳米分辨率成像。多壁纳米管的共振频率和本征模态与双固支梁的弹性梁理论一致。然而，对于单壁纳米管，共振频率显著偏移，这归因于制造产生例如松弛。松弛的影响进行了研究，通过下拉管与尖端，这大大降低了共振频率。
2007-12-19 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of microwave losses in lumped-element resonators made from superconducting nanowires with high kinetic inductance
本文通过反射测量分析不同拓扑的高动电感 NbTiN 纳米线微波谐振器在 1.7–6 K 的响应，发现其内部品质因数主要受额外的温度相关损耗而非热平衡准粒子限制。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall
Molybdenum-Rhenium alloy based high-$Q$ superconducting microwave resonators
具有高品质因数的超导微波谐振器（SMR）已成为一种具有广泛应用前景的重要技术。钼铼（MoRe）是一种无序的超导合金，具有高贵的表面化学和相对较高的转变温度。这些特性使其对SMR应用具有吸引力，但MoRe SMR的表征尚未报道。在这里，我们提出的制造和表征的SMR制造的MoRe 60-40合金。在低驱动功率下，我们观察到内部质量因数高达700，000。温度和功率依赖的内部品质因素表明存在的两个层次的系统，从介电基板主导的内部损耗在低温下。我们进一步测试这些谐振器与高温工艺的兼容性，如碳纳米管CVD生长，以及它们在磁场中的性能，这是混合系统的一个重要特征。
2014-11-18 cond-mat.mes-hall
High-frequency nanotube mechanical resonators
我们报告了一种简单的方法来制造高频纳米管机械谐振器可重复。我们测量的谐振频率高达4.2 GHz的基本本征模和11 GHz的高阶本征模。使用短的悬浮纳米管和通过在纳米管中引入拉伸应力来实现高频共振。这些设备使我们能够确定单个纳米管的热膨胀系数，该系数为负，在室温下约为-0.7E-5 1/K。由纳米管制成的高频谐振器有望用于质量传感和量子极限实验。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall
Dissipation and resonance frequency shift of a resonator magnetically coupled to a semiclassical spin
我们计算了共振腔与半经典自旋耦合时，在磁场作用下的性质变化。从完整系统的拉格朗日量出发，我们提供了共振器运动的线性响应函数的解析表达式，从而考虑了共振器对自旋的影响，反之亦然。该分析表明，共振频率和有效耗散因子可以由于自旋的弛豫时间而显著改变。我们首先推导出一个系统组成的自旋和机械谐振器，然后将相同的计算应用到电磁谐振器。此外，该方法的适用性被推广到一般的二能级和多能级系统耦合的谐振腔，提供了一个关键的理解量子器件中的二能级系统的一些问题。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall 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
Interactions between directly and parametrically driven vibration modes in a micromechanical resonator
研究了双端固支梁谐振器的参数模态和直接驱动模态之间的相互作用。一个集成的压电换能器用于直接和参数激励。首先，通过在参量振荡阈值以下和以上的功率和相位依赖性，分析了单模的参量放大和振荡。然后，通过在同一谐振器的另一模式中引起的谐振频率的变化来检测参数驱动模式的运动。共振频率偏移是梁中位移诱导张力引起的模态间非线性耦合的结果。这些非线性模态相互作用导致一个模态的谐振频率与另一个模态的振幅之间的二次关系。参数振荡模式的振幅取决于泵浦频率的平方根。组合这些依赖性产生直接驱动模式的谐振频率与参数振荡模式的频率之间的线性关系。
2011-10-03 cond-mat.mes-hall
High quality factor mechanical resonance in a silicon nanowire
实验研究了基于双钳位硅纳米线的纳米机械谐振器的谐振特性。的基模的谐振频率进行了测量，在温度为$20\,\mathrm{mK}$的纳米线的各种尺寸使用的磁动计划。共振频率的测量值同意从欧拉-伯努利理论获得的估计。测得的内部品质因数的$5\,\mathrm{μm}$长谐振器，$3.62\times10^4$，超过了相应的值在较高的温度下调查的类似的谐振器。所提出的结构可以用作具有预期灵敏度$\sim 6 \times 10^{-20}\,\mathrm{g}\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$的质量传感器。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall
Quantum-inspired design of a tunable broadband high-Q acoustic resonator
本文受扭转范德华异质结构中谐振子态阶梯启发，提出一种声学谐振器设计，通过模拟扭转双层石墨烯的声学类比，实现了Q值高达4000、带宽达1 kHz的可调谐宽带高Q声学谐振系统，突破了传统谐振器带宽与品质因数的根本权衡。
2024-12-28 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes: Nonlinear high-Q resonators with strong coupling to single-electron tunneling
碳纳米管（CNTs）是一种与单电子隧穿强耦合的非线性高Q谐振器。我们首先描述几种方法来检测CNT谐振器的弯曲运动。接下来，我们说明了如何在量子点CNT谐振器中的单电子隧穿导致机械谐振频率的急剧下降和显着的阻尼。我们讨论了四种不同的贡献的CNT谐振器的非线性振荡：梁状机械非线性，由于栅极引起的机械张力，静电非线性和非线性由于单电子隧穿的非线性，并提供定量估计其强度。最后，我们展示了如何大响应的CNT谐振器的谐振频率的栅极电压或张力的变化，使CNT谐振器非常适合用于参数激励和研究不同的机械模式之间的耦合。
2012-05-22 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
Superconducting coplanar waveguide resonators for low temperature pulsed electron spin resonance spectroscopy
讨论了用于脉冲ESR实验的薄膜超导共面波导微谐振器的设计与实现.与P掺杂Si外延层样品的谐振器的性能相比，波导谐振器在等效条件下。即使对于小尺寸样品也可实现的高填充因子和相对高的Q因子导致优于常规波导谐振器的灵敏度，特别是对于靠近样品表面的自旋。峰值微波功率在几微瓦的量级，这与超低温下的测量兼容。我们还讨论了微波磁场的非均匀性对Hahn回波功率依赖性的影响。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Planar Superconducting Resonators with Internal Quality Factors above One Million
我们描述了微波共面波导谐振器的制造和测量，其内部品质因数在高微波功率下超过1000万，在低功率下超过100万，最好的低功率结果接近200万，对应于谐振器中的~1个光子。这些品质因数是通过可控地在谐振器的铝金属化和下面的单晶蓝宝石衬底之间产生非常光滑和干净的界面来实现的。此外，我们描述了一种方法用于分析谐振器的微波响应，我们可以直接确定的内部品质因数和频率的谐振器嵌入在一个不完善的测量电路。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Sensitive spin detection using an on-chip SQUID-waveguide resonator
在量子计算中，自旋共振的精确探测对于实现相干自旋控制至关重要。我们提出了一种新的自旋共振测量的设置，它使用的dc-SQUID通量检测器耦合到天线从共面波导。SQUID和波导由20 nm的Nb薄膜制成，允许高磁场操作与场施加平行于芯片。我们在CaWO $_4$晶体中观察到Gd自旋$S=7/2$的第一和第三激发态之间的共振信号，与多能级系统中的状态控制有关。
2017-10-28 cond-mat.mes-hall
Parametric oscillation, frequency mixing and injection locking of strongly coupled nanomechanical resonator modes
我们研究了两个强耦合的，高品质因数纳米机械谐振器模式的锁定现象，在一个单一的驱动频率受到一个共同的参数驱动。通过控制介电梯度力，我们调谐的谐振频率的弯曲面内和面外振荡的高应力氮化硅串通过它们的相互避免交叉。对于强公共参量驱动的情况下，观察到通过参量振荡的信号闲频产生，类似于光学参量振荡器中的非线性光学效应的框架。的信号和空闲的谐振频率调谐证明。当信号和闲频的谐振频率彼此接近时，根据泵浦强度，发生部分注入锁定、注入拉动和完全注入锁定到驱动频率的一半。此外，卫星共振，对称地偏离信号和闲置的拍音，观察到这可以归因于在高度非线性的机械振荡的简并四波混频。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes as ultra-high quality factor mechanical resonators
通过测量单电子隧穿电流，在毫开尔文温度下观察到了悬浮碳纳米管的横向振动模式。悬浮的纳米管由附近天线的射频电场无接触地致动;在通过纳米管的时间平均电流中检测机械共振。观察到由于纳米管的弯曲模式而引起的尖锐的栅极可调谐共振，将高达ν_0 = 350 MHz的共振频率与高于Q = 10 ^5的品质因数相结合，远高于先前报道的悬浮碳纳米管共振器的结果。测得的大小和温度依赖性的Q-因子显示出显着的协议与预测的固有阻尼悬浮碳纳米管。通过调节天线上的RF功率，我们发现纳米管谐振器可以很容易地被驱动到非线性状态。
2009-07-18 cond-mat.mes-hall
Floquet spectroscopy of a strongly driven quantum dot charge qubit with a microwave resonator
实验研究了强驱动GaAs双量子点电荷量子比特与超导微波谐振腔的弱耦合。通过跟踪量子比特-共振器共振条件，研究了强驱动产生的Floquet态.通过这种方式，我们探测了以绝热、非绝热或中间速率驱动的量子比特的共振，显示了多光子过程和Landau-Zener-Stückelberg干涉图案的独特量子特征。我们的谐振检测方案，使调查的新功能时，驱动频率是可比的谐振器频率。基于绝热近似，旋转波近似和Floquet理论的模型解释了我们的实验观察。
2018-02-11 cond-mat.mes-hall
Lasing and transport in a coupled quantum dot-resonator system
研究了耦合到传输线谐振器的双量子点。通过驱动电流通过双点，可以创建点能级之间的粒子数反转，并且在尖锐的共振窗口内生成辐射场的激光发射状态。输运电流与激光态有关。锐共振条件允许解决点特性中的小差异。研究了量子点中的耗散过程及其对激光和输运行为的影响。
2013-09-24 cond-mat.mes-hall
Force sensing with a graphene nanomechanical resonator coupled to photonic crystal guided resonances
本研究提出用光子晶体导模共振替代反射镜，通过模拟证明可将石墨烯纳米机械谐振器的力传感响应度提高一个数量级，实现低光功率、高信噪比的热振动分辨，为超灵敏力检测提供简单光学方案。
2025-07-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Power-dependent internal loss in Josephson bifurcation amplifiers
我们研究了非线性超导谐振器：中间有约瑟夫森结（JJ）的λ/2共面波导（CPW）谐振器和两端有JJ的λ/4共面波导谐振器，它们可以作为“分叉放大器”用于量子比特读出。谐振器的非线性来自于约瑟夫森结，并且由于非线性，当以足够大的功率驱动时，具有适当参数的谐振器预期对频率扫描或“分叉”显示滞后响应。我们设计并制作了谐振频率在10 GHz左右的谐振器。我们在低温下，T<0.05 K的谐振器的特点，并证实，他们确实表现出滞后。然而，滞后的大小有时比基于弱驱动状态下的负载品质因数的预测小得多。当出现差异时，主要是通过考虑内部损耗来解释的，内部损耗通常在我们的谐振器中随着相关功率范围内驱动功率的增加而增加。作为一个可能的起源的功率相关的损失，准粒子通道的电导的JJ进行了讨论。
2009-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optical control of individual carbon nanotube light emitters by spectral double resonance in silicon microdisk resonators
单壁碳纳米管作为与硅光子学兼容的纳米级光源具有优势，因为它们在电信波长处显示室温发光，并且可以直接在硅衬底上合成。在这里，我们展示了单个发光碳纳米管与硅微盘谐振器的集成。从纳米管发出的光子有效地耦合到回音壁模式，在磁盘内循环并照亮其周边。此外，我们控制这样的发射调谐激发波长的共振和共振的高阶模式在同一磁盘。我们的研究结果开辟了使用嵌入在光子电路中的纳米管发射器的可能性，这些光子电路可以通过光谱双共振单独寻址。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Contribution of dielectrics to frequency and noise of NbTiN superconducting resonators
我们研究了NbTiN谐振器的温度依赖的谐振频率和频率噪声的测量。此外，研究了覆盖有各种厚度的SiOx电介质层的谐振器。随着SiOx层厚度的增加，谐振频率产生非单调的温度依赖性。噪声的增加与SiOx厚度无关，表明噪声与低温谐振频率偏差无关。
2008-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring dielectric resonator geometries for directional scattering and Huygens' metasurfaces
在本文中，我们描述了一种方法来定制的超材料介质谐振器的设计，这是一个有前途的路径，在光频率的低损耗超材料。我们首先描述了一个程序来分解的多极场分量的亚波长谐振腔散射的远场，多极远场提供明确的表达式。我们应用这个公式来确认，一个孤立的高介电常数立方体谐振器具有频率分离的电和磁偶极共振，以及磁四极共振在接近电偶极共振。然后，我们引入多个介电间隙的谐振器的几何形状的微扰理论所建议的方式，并证明重叠的电和磁偶极子共振的能力，从而使定向散射满足第一Kerker条件。我们进一步证明了推动四极共振远离简并偶极共振，以实现本地行为的能力。通过多极展开证实了这些性质，并表明使用微扰理论建议的几何形状是实现超材料应用（如惠更斯超表面的波前操纵）的纯偶极共振的可行途径。我们的结果是完全可扩展的任何频段，其中高介电常数介电材料可用，包括微波，太赫兹和红外频率。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Instrument for in-situ orientation of superconducting thin-film resonators used for electron-spin resonance experiments
当用于电子自旋共振（ESR）测量时，超导薄膜谐振器必须相对于外部磁场精确地定向，以防止磁通量的捕获和谐振器性能的相关退化。我们提出了一个紧凑的设计解决方案，这个问题，允许在低温下的谐振器的取向原位控制。装置的测试表明，当实现适当的对准时，谐振频率的场依赖性中几乎没有滞后。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Theoretical Investigation of Phonon Polaritons in SiC Micropillar Resonators
最近，人们对局域声子极化激元谐振器的兴趣激增，局域声子极化激元谐振器通过耦合到极性晶体表面的光学声子来实现中红外光谱区的光的子衍射限制。共振器通常蚀刻在支持传播表面声子极化激元共振的深衬底上。最近的实验工作表明，理解这些系统中的局域和传播表面声子极化激元之间的耦合对于正确描述系统共振是至关重要的。在本文中，我们全面研究了SiC衬底上的圆柱形SiC谐振器阵列组成的谐振器。我们的自下而上的方法，从单一的，独立的圆柱体和隔离基板的谐振开始，并利用数值和分析技术，使我们能够开发这些谐振器的参数空间的一致的理解，把这个蓬勃发展的技术更坚实的基础。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall 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
Ultrastrong coupling between a microwave resonator and antiferromagnetic resonances of rare earth ion spins
量子磁效应是利用微波与磁有序自旋系统之间强集体耦合的一个新兴而活跃的研究领域。到目前为止，量子磁振子的工作主要集中在过渡金属和几乎完全在钇铁石榴石（YIG）的铁磁共振。反铁磁系统由于不产生杂散场而受到关注，因此对磁扰动具有鲁棒性，并且具有窄的、形状无关的谐振线宽。在这里，我们展示了第一个实验证据之间的微波腔和集体反铁磁共振（磁振子）在稀土晶体的超强耦合。稀土元素独特的光学和自旋性质与集体反铁磁有序的结合为新的量子磁子应用铺平了道路。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Symmetry-breaking induced frequency combs in graphene resonators
非线性是二维材料动力学所固有的。像模间耦合这样的现象已经出现在只有几纳米的振幅上，还有一系列未被探索的效应仍有待利用。在这里，我们展示了一种在石墨烯谐振器中产生机械频率梳的路线，该谐振器经历了破坏力。我们使用静电力来打破膜的面外对称性，并将其谐振频率调整为二比一的内部谐振，从而实现其两个机械模式之间的强耦合。当增加驱动水平时，我们观察到基本共振峰的分裂，随后出现频率梳状区域。我们将所观察到的物理现象归因于非对称的恢复势，并表明频率梳制度是由周期解的Neimark分叉所介导的。这些结果表明，机械频率梳和混沌动力学在2D材料谐振器可以出现附近的内部共振，由于破环。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Epitaxial rhenium microwave resonators
我们用外延薄膜制作了微波谐振器。我们已经根据它们的生长条件使用了不同结构质量的薄膜。谐振器耦合到微波传输线，这允许测量它们的谐振频率和内部品质因数。从低温下的共振频率，提取了薄膜的有效穿透深度和伦敦穿透深度。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superfluid $^4$He as a rigorous test bench for different damping models in nanoelectromechanical resonators
我们已经使用纳米机电谐振器探测超流$^4$他在不同的温度制度，跨越四个数量级的阻尼。这些制度的特点是由机制，提供了主导贡献的阻尼和共振频率的偏移：隧道两个级别的系统在最低的温度，弹道声子和rotons在几百mK，和层流阻力在两个流体制度低于超流转变温度以及在正常的流体。将纳米机电谐振器浸没在流体中显著增加了它们的有效质量，降低了它们的谐振频率。无耗散超流提供了一种独特的可能性，可以在原位显着改变机械谐振频率，从而可以对机械谐振器中的不同阻尼模型进行严格测试。我们应用这种方法来表征隧穿两个层次的系统损耗和磁动阻尼的设备。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observing off-resonance motion of nanomechanical resonators as modal superposition
共振模式的观察是研究机械振荡的最直接的方法，因为这些模式对刺激有最大的响应。然而，通过观察共振之间频率处的模态响应，可以更深入地理解机械运动。一种常见的方法是迫使机械物体振动并研究其非共振行为。在本文中，我们提出了可视化的模态响应形状的机械鼓驱动共振。通过使用频率模态分析，我们将这些形状描述为共振模式的叠加。我们发现，驱动力的振荡分量的空间分布影响模态权重或参与。此外，我们能够推断鼓的不对称性，通过研究的共振模式的形状上的驱动力的频率的依赖性。我们的研究结果强调，任何机械系统的动态响应是其共振模式与各种模态权重的混合物，进一步证明了这种现象的普遍性。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nonlinear Induction Detection of Electron Spin Resonance
利用超导共振器的非线性特性，提出了一种感应检测电子自旋共振信号的新方法。我们的实验采用钇钡铜氧化物（YBCO）超导带线微波（MW）谐振器集成微桥。当注入的MW功率超过阈值时，谐振器的强非线性响应在微桥中被热激活。表征ESR引起的系统的输出信号的变化的响应度因子是约100倍大时，操作的谐振器附近的不稳定性阈值相比，在线性操作制度中获得的值。初步的实验结果，连同这种现象的理论模型。在适当的条件下，非线性感应检测ESR可以潜在地改善传统线性感应检测ESR的电流能力。
2012-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Divergent nonlinear optical response of three resonator system via Fano resonances
在以前的研究中，我们已经发现，非线性过程可以增强几个数量级，由于路径干扰的影响，这是由法诺共振。这种现象的出现也在麦克斯韦方程组的三维解中得到了证明。然而，已经发现增强受到等离子体激元振荡的衰减速率的限制。在目前的工作中，我们证明，这样的限制可以解除？当考虑从两个量子发射器到等离子体谐振器（二次谐波转换器）的路径干涉时。使用这样的干扰方案，比7个数量级大得多的增强因子是可能的。因此，3个粒子的单个杂化系统（仔细制造）可以解释从用量子发射器（例如spaser）装饰的等离子体粒子簇的样品发射的几乎所有的二次谐波产生的辐射。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-Temperature Superconducting Spiral Resonator for Metamaterial Applications
本工作研究高温超导螺旋谐振器作为一个可行的候选人实现RF/微波超材料原子。本文将详细讨论超导螺旋谐振器的理论，包括谐振机理、高阶模的起源、确定高阶模的分析框架、耦合方案的影响以及谐振品质因数和插入损耗对模宇称的依赖性。所有上述模型与微加工的$_2$ O $_{7-δ}$（YBCO）螺旋谐振器的实验数据进行了比较。此外，基本模式的谐振特性随工作温度和施加的RF功率的变化的演变进行了实验研究，并解决其对超材料应用的影响。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Andreev reflection assisted lasing in an electromagnetic resonator coupled to a hybrid-quantum-dot
从理论上研究了当外加直流偏置电压使两能级混合量子点（hQD）脱离平衡时，耦合到hQD上的单模电磁谐振腔的激光器（脉塞）。利用hQD的非平衡格林函数形式和半经典激光方程，我们确定了系统的相关物理量。我们发现，由于Andreev反射和Floquet-Andreev侧共振的形成，在适当的栅压和一定的阈值偏置电压及谐振器阻尼因子以上，二能级量子点具有非零增益谱，在超导能隙的频率范围内，系统可以产生激光。此外，我们的结果表明，根据谐振器的阻尼因子和特定阈值偏置电压以上，激光发射可能是由于Andreev共振和Floquet-Andreev侧共振之间的单电子跃迁或级联电子跃迁造成的。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Squeeze-film effect on atomically thin resonators in the high-pressure limit
膜的谐振频率取决于由于挤压膜效应引起的气体压力，该挤压膜效应由高频运动在谐振器下方捕获的薄气体膜的压缩引起。这种效应在低质量石墨烯膜中特别大，这使它们成为压力传感应用的有希望的候选者。在这里，我们研究了单层石墨烯谐振器中的挤压膜效应，发现它们的谐振频率低于假设理想压缩的模型的预期。为了理解这种偏差，我们进行玻尔兹曼和连续有限元模拟，并提出了一个改进的模型，包括气体泄漏的影响，并可以解释所观察到的谐振频率的压力依赖性。因此，这项工作提供了进一步的理解挤压膜效应，并提供了进一步的方向，优化设计的挤压膜压力传感器从二维材料。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Single Spin Optically Detected Magnetic Resonance with E-Band Microwave Resonators
现在，在高达240 GHz的频率范围内和高达10 T的相应磁场中进行具有电子自旋系综的磁共振。然而，单电子和核自旋的实验到目前为止仅达到几十GHz的频率范围，其中用于微波（MW）递送的现有共面波导结构与单自旋读出技术（例如，电或光读出）兼容。在这里，我们探索的频率范围高达90 GHz，分别高达$\approx 3\,$ T的磁场的单自旋磁共振结合光学自旋读出。为此，我们开发了具有光学单自旋访问的MW谐振器。在我们的例子中，矩形E波段波导保证了微波到谐振器的低损耗供应。三维腔以及共面波导谐振器通过空间和光谱限制增强MW场，MW效率为$1.36\,\mathrm{mT/\sqrt{W}}$。我们利用单个NV中心作为光学可访问自旋的宿主，并表明它们关于从较小场（<0.65 T）已知的光学自旋读出的性质保留到3 T的场。此外，我们证明了在这些条件下的单核自旋的相干控制。此外，我们的结果扩展了单个自旋磁场传感器的适用磁场范围。关于基于自旋的量子寄存器，高场导致电子和核自旋的更纯的产物基础，这有望改善自旋寿命。例如，在连续单次激发读出期间，$^{14}$ N核自旋显示第二长的纵向弛豫时间。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Storage and on-demand release of microwaves using superconducting resonators with tunable coupling
我们提出了一个系统，它允许调谐超导谐振器和传输线之间的耦合。该存储谐振器通过第二耦合谐振器寻址，该第二耦合谐振器是频率可调谐的并且由施加到超导量子干涉器件（SQUID）的磁通量控制。我们的实验表明，存储谐振器的寿命可以调谐超过三个数量级。当耦合谐振器处于非谐振状态时，场的存储时间为18 μs，而当耦合谐振器处于谐振状态时，场的释放时间为14 ns。该设备允许以可调速率捕获、存储和按需释放微波。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Spin resonance linewidths of bismuth donors in silicon coupled to planar microresonators
硅中的铋施主自旋系综由于其超过秒的长相干时间而成为有希望的微波量子存储器的存储元件。操作有效的量子存储器需要实现自旋系综和合适的高品质因数共振器之间的临界耦合-这反过来又需要彻底理解相关自旋共振跃迁的线型，特别是考虑共振器本身对线加宽的影响。在这里，我们提出了脉冲电子自旋共振测量自然硅中的铋施主合奏，铌超导谐振器已被图案化。通过研究自旋跃迁的频率和领域的范围内，我们确定不同的线加宽机制，特别是那些可以通过在磁场不敏感的“时钟过渡”操作抑制。鉴于捐助者的浓度和谐振器在这里使用，我们测量的协同性$C\sim 0.2$，并根据我们的研究结果，我们讨论了一条路线，以实现单位协同性，所需的量子存储器。
2020-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
