論文の概要: Kinetic Inductive Electromechanical Transduction for Nanoscale Force Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.11055v4
• Date: Tue, 8 Aug 2023 18:11:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-10 18:09:24.097300
• Title: Kinetic Inductive Electromechanical Transduction for Nanoscale 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電気機械伝達
• Authors: August K. Roos, Ermes Scarano, Elisabet K. Arvidsson, Erik Holmgren, David B. Haviland
• Abstract要約: 我々は空洞光学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、従来の容量結合と二重の電気機械的結合をベースとしている。 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 optomechanics to design a resonant mechanical force sensor for atomic force microscopy. The sensor is based on a type of electromechanical 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 kinetic inductance of the nanowire. The device is fully coplanar and we show how to transform the cavity impedance for optimal coupling to the transmission line and the following amplifier. For the device presented here, we estimate the bare kinetic inductive mechano-electric coupling (KIMEC) rate $g_0 / 2 \pi$ in the range 3-10 Hz. We demonstrate phase-sensitive detection of cantilever motion using a multifrequency pumping and measurement scheme.
• Abstract（参考訳）: 原子間力顕微鏡のための共鳴力センサの設計にはキャビティ光学の原理を用いる。 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結合の一種に基づいており、カンチレバーの運動は、超伝導ナノワイヤの運動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、ナノワイヤのキネティックインダクタンスを含む等価な$lc$回路を備えたコンパクトマイクロ波プラズマモードによって実現される。 本装置は完全にコプラナーであり,伝送線路と後続増幅器との最適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。 ここでは3-10Hzの範囲で, 素動インダクティブ・メカノ電界結合 (KIMEC) 速度$g_0 / 2 \pi$ を推定する。 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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