科学家实现串联碳纳米管谐振器的强耦合
- 2017/1/23 8:34:22 14042
- 来源：中国科学技术大学
碳纳米管的新型转移方法和串联碳纳米管谐振器的样品制备
碳纳米管中两个机械模式的强耦合
在实现了声子的长程耦合、长程传递的基础上，量子数据总线的研究还需要实现对声子的相干操控。机械振动高阶模式的研究对超灵敏传感器、声子的相干操控具有重要意义。目前上的多机械模式耦合的相关研究主要集中在百千赫兹的低频谐振器，而要实现更灵敏的传感器，实现更快的声子操控，需要进一步提高谐振器的谐振频率。
针对高频声子操控的难题，郭国平研究组发现单根碳纳米管中不同方向的振动模式都可以工作在百兆赫兹量级，这两个模式可以通过额外加入一个参量驱动来进行耦合，且通过调节驱动功率可以实现从弱耦合到强耦合的线性调控，这与理论计算的结果完全一致，研究成果发表在《纳米尺度》(Nanoscale 8, 14809 (2016))上。研究组通过控制驱动微波的波形实现了机械振动中声子的相干拉比操作，观测到10次以上的拉比震荡，是目前实验上声子操作次数的大纪录，此外拉比操作的频率大于500千赫兹，比此前的相关报道高出两个数量级。该研究成果发表在杂志《纳米快报》(Nano Lett. 17, ASAP (2017))上。通过一系列的手段将机械振动冷却到量子基态之后，对声子的相干操控将在量子传感、量子信息领域具有广阔的应用前景。
该系列工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院和教育部的资助。
（原标题：中国科大在纳米机电系统(NEMS)相关研究中取得系列进展）
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