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单晶 4H-SiC 纳机械共振器及高内在品质因子

介观与纳米尺度物理 2025-09-29 v2

摘要

我们present了对4H-SiC纳机械共振器的广泛研究,这些共振器通过电化学刻蚀制造于单晶硅碳化物片上。结合 piezo-driven 干涉仪测量机械谱和扫描激光多普勒振动仪,实现了对共振峰在弯曲模和扭转模之间的明确指定。通过研究单边和双边夹紧共振器的多个谐波本征模态并改变几何形状,进行了全面表征。在室温下发现优秀的内在机械品质因子可达 2×1052\times10^5,在本征频率超过 10 MHz 时接近热力学极限。几乎不存在机械应力。Young's modulus 与文献值一致。这些发现在后处理处理(如原子层刻蚀和高温热退火)下具有稳健性。所得制备的单芯片高品质机械共振器代表了广泛应用的宝贵技术元素。特别是,单片架构满足基于即将到来的 SiC 平台的自旋基光子量子技术要求。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.17960,
  title  = {Monolithic 4H-SiC nanomechanical resonators with high intrinsic quality factors},
  author = {A. Hochreiter and P. Bredol and F. David and B. Demiralp and H. B. Weber and E. M. Weig},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.17960},
  year   = {2025}
}