新发现：具有超长声子寿命的纳米声谐振器

来源：纳米人

在光学方面，纳米尺度的几何结构已成为改变块状材料电磁特性的有效方法，并导致超材料能够以前所未有的方式操控光。在最极端的情况下，可能会出现光子带隙，其中光被禁止传播，从而显著改变这种材料内部的光发射。最近，声波工程中的一场类似的声学革命导致了各种各样的新器件，从用于控制热流的热晶体到用于声波无散射传输的声子拓扑绝缘体。近日，美国加州理工学院Oskar Painter报道了一种具有超长声子寿命的纳米声谐振器，具有声子晶体屏蔽的微波频率声纳米腔的声学阻尼和相干性的极限，该声子晶体屏蔽层对声波的所有极化都具有较宽的带隙。图1. 声子晶体屏蔽设计。研究人员利用脉冲激光激发腔的共焦光学模式，测量了单声子灵敏度可达毫克尔文温度的内声学模式，得到的声子寿命最高可达τph.0≈1.5秒（品质因数Q=5×1010），带隙屏蔽腔的带隙屏蔽腔的为τcoh.0≈130微秒。图2. 声学呼吸模式的振铃测量。这些声学设计的纳米结构为了解量子噪声的物质来源提供了一个窗口，并具有潜在的应用范围，从测试各种量子力学的坍塌模型到混合超导量子电路中的微型量子存储元件。图3.声阻尼和频率抖动的温度依赖性。