論文の概要: Silicon-nitride nanosensors toward room temperature quantum optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.14302v1
• Date: Thu, 29 Apr 2021 12:41:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 02:08:55.682589
• Title: Silicon-nitride nanosensors toward room temperature quantum optomechanics
• Title（参考訳）: シリコン窒化ナノセンサの室温量子光学への応用
• Authors: Enrico Serra, Antonio Borrielli, Francesco Marin, Francesco Marino, Nicola Malossi, Bruno Morana, Paolo Piergentili, Giovanni Andrea Prodi, Lina Sarro, Paolo Vezio, David Vitali, Michele Bonaldi
• Abstract要約: 確立された実験プラットフォームは、ファブリー・ペローキャビティに埋め込まれた薄膜化学量計(Si_3 N_4 $)ナノ膜をベースとしている。 従来のマイクロ・ファブリケーション技術によって構築された2つの最先端共振器を比較したエッジロス機構について理論的,実験的に検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05391029385811007
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Observation of quantum phenomena in cryogenic, optically cooled mechanical resonators has been recently achieved by a few experiments based on cavity optomechanics. A well-established experimental platform is based on a thin film stoichiometric ($ Si_3 N_4 $) nanomembrane embedded in a Fabry-Perot cavity, where the coupling with the light field is provided by the radiation pressure of the light impinging on the membrane surface. Two crucial parameters have to be optimized to ensure that these systems work at the quantum level: the cooperativity $ C$ describing the optomechanical coupling and the product $ Q \times \nu$ (quality factor - resonance frequency) related to the decoherence rate. A significant increase of the latter can be obtained with high aspect-ratio membrane resonators where uniform stress dilutes the mechanical dissipation. Furthermore, ultra-high $Q \times \nu$ can be reached by drastically reducing the edge dissipation via clamp-tapering and/or by soft-clamping, virtually a clamp-free resonator configuration. In this work, we investigate, theoretically and experimentally, the edge loss mechanisms comparing two state-of-the-art resonators built by standard micro/nanofabrication techniques. The corresponding results would provide meaningful guidelines for designing new ultra-coherent resonating devices.
• Abstract（参考訳）: 極低温光冷却メカニカル共振器における量子現象の観察は、キャビティ光学に基づくいくつかの実験によって最近達成されている。 確立された実験プラットフォームは、ファブリーペロトキャビティに埋め込まれた薄膜のストイチメトリック(si_3n_4$)ナノ膜に基づいており、光電界との結合は、膜表面に衝突する光の放射圧によって与えられる。 これらのシステムが量子レベルで動作することを保証するために、2つの重要なパラメータを最適化する必要がある: 共役性 $ c$ 光学力学的カップリングを記述すると、デコヒーレンスレートに関連する積 q \times \nu$ (quality factor - resonance frequency) となる。 均一な応力が機械的消散を希釈する高アスペクト比膜共振器により、後者の顕著な増加が得られる。 さらに、極高のQ \times \nu$は、クランプテーパーやソフトクランプによるエッジの消散を劇的に低減し、事実上クランプフリーの共振器構成で到達することができる。 本研究では, 標準マイクロ/ナノファブリケーション技術により構築された2つの最先端共振器を比較し, 理論的, 実験的にエッジロス機構について検討する。 対応する結果は、新しい超コヒーレント共鳴デバイスを設計するための有意義なガイドラインを提供する。

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