ICFO 夹在两个电极之间的碳纳米管谐振器
信用证:ICFO
Urgell &。W
杨(姓氏) 机械谐振器作为量子技术的新资源,已经获得了巨大的成功
碳纳米管机械谐振器已被证明是在纳米级水平上研究新物理现象的优秀超高灵敏度器件(例如
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自旋物理、量子电子传输、表面科学和光-物质相互作用)
机械谐振器通常用于观察和操纵相对较大系统运动的量子状态
然而,缺点在于热噪声力,如果控制不当,最终会降低观察量子效应的可能性
因此,科学家们一直在寻找有效的方法将这些系统冷却到量子状态,并能够按需观察量子效应
其中一种方法是利用电子沿谐振器的传输来冷却系统
已经提出了许多理论方案来使用不同的电子传输机制来冷却这些机械谐振器,但是实验上的困难使得它在器件制造和测量方面极具挑战性
尽管做了很多努力,但十多年前只有一个冷却的实验实现被报道,在这个实验中,研究人员能够将系统冷却到200个量子的数量,这与量子体制相去甚远
现在,在《自然物理学》杂志上发表的一项新研究中,由ICFO教授领导的ICFO研究人员卡莱斯·厄格尔、魏扬、塞尔吉奥·卢西奥·德·博尼斯和昌丹·萨曼塔
阿德里安·巴赫泰尔与来自巴塞隆纳的ICN2和法国CNRS的研究人员合作,已经能够演示一个实验,在这个实验中,他们将一个纳米机械谐振器冷却到4
6 +- 2
0量子振动
在他们的研究中,该团队通过在两个电极之间生长碳纳米管来制造谐振器,在制造过程的最后一步,他们采用化学气相沉积方法来最小化器件上任何可能的残留污染物
然后,他们将该系统插入稀释冰箱,冷却至70毫焦
他们技术的新颖之处在于通过谐振器施加恒定的电子电流
当向谐振器施加恒定电流时,电子的静电力会影响振动的动力学
这些修改后的振动反作用于电子,形成一个有限延迟的闭环
电子对振动的这种反作用可以用来放大或减小热振动波动
在后一种情况下,他们使用它来冷却系统,以减少热位移波动,使他们能够接近前面提到的量子态极限,与以前的工作相比,人口数量是前所未有的
研究结果证实,这种方法是冷却纳米机械谐振器的一种极好且非常简单的方法,这对于从事纳米机械和量子电子传输的科学家来说可能是最重要的,因为它将成为机械谐振器的量子操纵的强大资源
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