Ultracoherent nanomechanical resonators via soft clamping and dissipation dilution.
Ultracoherent nanomechanical resonators via soft clamping and dissipation dilution.
复制标题
通过软夹紧和耗散稀释的超能力纳米力学谐振器。
DOI：
10.1038/nnano.2017.101
复制
发表时间：
2017-08
影响因子：
38.3
通讯作者：
Schliesser A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tsaturyan Y;Barg A;Polzik ES;Schliesser A
纳米机械谐振器的小质量和高相干性使其成为最终的机械探针，其应用范围从蛋白质质谱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在1 MHz下的机械Q > 108，从而产生在室温下报道的最高机械Qf乘积（> 1014 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开尔文预测~量子/毫秒的加热速率，类似于捕获的离子。
The small mass and high coherence of nanomechanical resonators render them the ultimate mechanical probe, with applications ranging from protein mass spectrometry and magnetic resonance force microscopy, to quantum optomechanics. A notorious challenge in these experiments is thermomechanical noise related to dissipation through internal or external loss channels. Here, we introduce a novel approach to defining nanomechanical modes, which simultaneously provides strong spatial confinement, full isolation from the substrate, and dilution of the resonator material’s intrinsic dissipation by five orders of magnitude. It is based on a phononic bandgap structure that localises the mode, without imposing the boundary conditions of a rigid clamp. The reduced curvature in the highly tensioned silicon nitride resonator enables mechanical Q > 108 at 1 MHz, yielding the highest mechanical Qf-products (> 1014 Hz) yet reported at room temperature. The corresponding coherence times approach those of optically trapped dielectric particles. Extrapolation to 4.2 Kelvin predicts ~quanta/ms heating rates, similar to trapped ions.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1109/58.330264
发表时间：
1994-11-01
影响因子：
3.6
作者：
BALLATO, A;GUALTIERI, JG
通讯作者：
GUALTIERI, JG
影响因子：
4.6
作者：
Lee, J. E. -Y.;Seshia, A. A.
通讯作者：
Seshia, A. A.
影响因子：
2.1
作者：
Barg, Andreas;Tsaturyan, Yeghishe;Schliesser, Albert
通讯作者：
Schliesser, Albert
影响因子：
56.9
作者：
Kolkowitz, Shimon;Jayich, Ania C. Bleszynski;Lukin, Mikhail D.
通讯作者：
Lukin, Mikhail D.
影响因子：
8.6
作者：
Chakram, S.;Patil, Y. S.;Vengalattore, M.
通讯作者：
Vengalattore, M.