硅碳化物上铝硅氮化物强耦合电磁声学波导
量子物理
2025-03-25 v1
摘要
导引声子日益成为经典和量子信息处理的重要平台。虽然传统表面声波系统通常仅在垂直方向受限，但二维受限波导系统在器件密度和应变、压电场强度方面具有显著优势，使其成为推动声电子和量子声学应用的有前景的材料。铝硅氮化物（AlScN）沉积于硅碳化物（SiC）上，可用于在吸金沉积工艺下生成和导引高频声子。AlScN/SiC 平台实现高度垂直约束的声学模式，具备高电磁声学耦合、高声速以及条形和脊形波导的简单制造工艺。迄今为止，该系统仅作为薄片波导平台研究，即无侧向波导。本文提出一种在 AlScN/SiC 上的二维受限声学波导架构，实现强耦合电磁声学模式，可作为声子路由、高效主动和非线性声学器件（如放大器、混频器和振荡器）以及与量子系统（如空位中心、电荷载流子、光子和自旋）相互作用的平台。我们使用阻抗匹配的互形 transducer 研究两种不同高频率波导模式族，表征其电磁声学耦合和传输损耗。此外，我们分析了这些波导如何与可以嵌入 SiC 或异构集成在表面上的各种重要量子和经典系统相互作用。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.18113,
title = {Strongly Electromechanical Coupled Phononic Waveguides in Aluminum Scandium Nitride on Silicon Carbide},
author = {Yuanchen Deng and Dalton Anderson and Xingyu Du and Will Roberts and Michael Miller and Brandon Smith and Lisa Hackett and Troy Olsson and Matt Eichenfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18113},
year = {2025}
}