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基于声子能带工程的高Q值吉赫兹铌酸锂表面声波谐振器

介观与纳米尺度物理 2019-07-16 v2 材料科学

摘要

吉赫兹频段的声子与固体中的电子、光子和原子系统相互作用,因此在信号处理、传感和量子技术中有广泛应用。约束表面声子的表面声波(SAW)谐振器由于模式尺寸小、损耗低和高效电转换,在此类集成声子系统中可发挥关键作用。迄今为止,在吉赫兹频段实现高品质量(Q)因子和小声子模式尺寸一直具有挑战性。在此,我们提出一种在铌酸锂上设计紧凑高Q值吉赫兹 SAW 谐振器的方法。我们通过实验验证了设计,并展示了在室温下超过 2×1042\times10^4(4开尔文下为 6×1046\times10^4)的Q因子以及低至 1.87λ21.87 \lambda^2 的模式面积。这是通过声子能带工程实现的,其提供高约束和低机械损耗。我们 SAW 谐振器的频率-Q 乘积(fQ)大于 101310^{13}。这些高fQ和小模式尺寸的 SAW 谐振器可赋能量子声子学及声子、光子和固态量子比特的集成混合系统应用。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.09080,
  title  = {Phononic band structure engineering for high-Q gigahertz surface acoustic wave resonators on lithium niobate},
  author = {Linbo Shao and Smarak Maity and Lu Zheng and Lue Wu and Amirhassan Shams-Ansari and Young-Ik Sohn and Eric Puma and M. N. Gadalla and Mian Zhang and Cheng Wang and Keji Lai and Marko Lončar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09080},
  year   = {2019}
}