二维石墨烯声子晶体中机械可调的带隙闭合
介观与纳米尺度物理
2023-02-27 v3 材料科学
应用物理
摘要
我们提出了一种可调声子晶体，其经历从机械绝缘到机械透射（金属性）的相变。具体而言，在双轴张力下（σₓₓ = σᵧᵧ = 0.01 N/m）的声子晶格模拟中，我们发现面外声子带隙位于 48.8–56.4 MHz 范围，可通过将张力单轴性程度（σₓₓ / σᵧᵧ）增至 1.7 而闭合。为操控张力分布，我们设计了一个有限尺寸的现实器件，其中 σₓₓ / σᵧᵧ 通过对悬浮石墨烯制成的声子晶体施加栅压来调谐。我们表明该相变可通过声传输测量探测，且声子带隙即便在纳入现实器件中存在的表面污染物与随机张力涨落后仍持续存在。所提系统充当声子晶体管，其开关比为 10⁵（100 dB 抑制），因此是声子逻辑应用的宝贵扩展。此外，这一金属–绝缘体相变的机械类比（mMIT）允许机械实体（如机械量子比特）间的可调耦合。
引用
@article{arxiv.2206.11774,
title = {Mechanically-tunable bandgap closing in 2D graphene phononic crystals},
author = {Jan N. Kirchhof and Kirill I. Bolotin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11774},
year = {2023}
}
备注
SI at the end of the document