Nonlinear mode-coupling in nanomechanical systems.
Nonlinear mode-coupling in nanomechanical systems.
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DOI：
10.1021/nl400070e
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发表时间：
2013-04-10
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Roukes ML
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Matheny MH;Villanueva LG;Karabalin RB;Sader JE;Roukes ML
理解和控制振动模式之间的非线性耦合是开发先进纳米机械器件的关键；它对从定量传感到基础研究的应用具有重要意义。然而，在纳米机械系统（NEMS）中实现非线性的精确实验表征是有问题的。目前使用的检测和驱动方案本身往往是高度非线性的，而这种不相关的非线性响应已经无意中卷积到许多以前的测量中。在这封信中，我们描述了一个实验方案和一个高度线性的转导方案，专门为NEMS设计，可以准确地原位表征器件非线性。通过比较欧拉-伯努利理论对双箝位梁的模内和模间非线性的预测，我们评估了我们的方法的有效性，并发现了非常好的一致性。
Understanding and controlling nonlinear coupling between vibrational modes is critical for the development of advanced nanomechanical devices; it has important implications for applications ranging from quantitative sensing to fundamental research. However, achieving accurate experimental characterization of nonlinearities in nanomechanical systems (NEMS) is problematic. Currently employed detection and actuation schemes themselves tend to be highly nonlinear, and this unrelated nonlinear response has been inadvertently convolved into many previous measurements. In this Letter we describe an experimental protocol and a highly linear transduction scheme, specifically designed for NEMS, that enables accurate, in situ characterization of device nonlinearities. By comparing predictions from Euler–Bernoulli theory for the intra- and intermodal nonlinearities of a doubly clamped beam, we assess the validity of our approach and find excellent agreement.
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