論文の概要: Kinetic inductive mechano-electric transduction for nano-scale force sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.11055v1
• Date: Thu, 26 Jan 2023 11:58:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 13:53:55.641789
• Title: Kinetic inductive mechano-electric transduction for nano-scale force sensing
• Title（参考訳）: ナノスケール力センシングのためのインダクティブメカノ電気変換
• Authors: August K. Roos, Ermes Scarano, Elisabet K. Arvidsson, Erik Holmgren, David B. Haviland
• Abstract要約: 我々はキャビティオプティメカニクスの原理を用いて原子間力顕微鏡のための共鳴機械力センサを設計する。 このセンサーは、従来の静電容量結合と二重の、新しいタイプの電気機械結合に基づいている。 多周波ポンピングと測定手法を用いて, キャンチレバーの位相感度検出を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We use the principles of cavity opto-mechanics to design a resonant mechanical force sensor for atomic force microscopy. The sensor is based on a new type of electro-mechanical coupling, dual to traditional capacitive coupling, whereby the motion of a cantilever induces surface strain that causes a change in the kinetic inductance of a superconducting nanowire. The cavity is realized by a compact microwave plasma mode with an equivalent LC circuit involving the nanowire's kinetic inductance. The device is fully co-planar and we show how to transform the cavity impedance for optimal coupling to the transmission line and readout circuit. For the device presented here, we estimate the bare Kinetic Inductive Mechano-Electric Coupling (KIMEC) rate $g_0/2\pi \sim$ 3-10 Hz. We demonstrate phase-sensitive detection of cantilever motion using a multifrequency pumping and measurement scheme.
• Abstract（参考訳）: 我々はキャビティオプティメカニクスの原理を用いて原子間力顕微鏡のための共鳴機械力センサを設計する。 このセンサーは、従来の静電容量カップリングと二重の電気機械カップリングの新たなタイプに基づいており、カンチレバーの運動は、超伝導ナノワイヤの動的インダクタンスの変化を引き起こす表面ひずみを誘導する。 キャビティは、ナノワイヤの運動インダクタンスを含む等価LC回路を備えた小型のマイクロ波プラズマモードによって実現される。 デバイスは完全に共平面であり、伝送線路と読み出し回路への最適な結合のためにキャビティインピーダンスを変換する方法を示す。 ここで紹介する装置は, ベア・キネティック・インダクティブ・メカノ・エレクトロリック・カップリング (KIMEC) を$g_0/2\pi \sim$ 3-10 Hz で推定する。 多周波ポンピングと測定手法を用いて, キャンチレバーの位相感度検出を行う。

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