具有超长声波寿命的纳米声学共振器
Gregory S MacCabe1,2,3, Hengjiang Ren1,2, Jie Luo1,2
1Kavli Nanoscience Institute, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
Science (New York, N.Y.)
|November 13, 2020
概括
我们在纳米级声腔中增强了声子寿命, 这种机械共振器技术的突破为精密计量学实现了前所未有的能量减弱时间.
科学领域:
- 固态物理
- 量子声学
- 纳米技术
背景情况:
- 机械共振器的能量缓解时间对于精度计量,包括计时和力测量至关重要.
- 现有的纳米级声腔在能量消耗方面面临限制,这影响了它们在敏感应用中的性能.
研究的目的:
- 测量微波频率纳米级声腔的声子寿命.
- 研究音频带间隔声屏对音频寿命和连贯性的影响.
- 探索用于量子噪声研究和量子内存应用的声学工程结构的潜力.
主要方法:
- 纳米级声腔的制造与集成的音频带间隔声屏.
- 使用脉冲激光激发腔的同位光学模式.
- 在毫克尔文温度下测量单声波灵敏度的内部声学模式.
主要成果:
- 在带隙屏蔽腔中达到高达[公式:见文本]秒的声子寿命 (质量因子[公式:见文本]).
- 测量了对屏蔽腔的[公式:见文本]微秒的连贯时间.
- 与未屏蔽的共振器相比,显著提高了能量抑制时间.
结论:
- 声学设计的纳米级腔与声波带隙显著延长了声波寿命和连贯时间.
- 这些结构为量子噪声的物质起源提供了洞察力.
- 潜在的应用包括量子力学的基本测试和混合量子电路的微型量子内存元件的开发.
