通过软夹持和耗散稀释实现超相干纳米机械谐振器

纳米机械谐振器的小质量和高相干性使其成为终极力探针，其应用范围从生物传感和磁共振力显微镜到量子光力学。这些实验中一个 notorious challenge 是与通过内部或外部损耗通道相关的耗散有关的热机械噪声。在此，我们引入了一种定义纳米机械模式的新方法，该方法同时提供了强空间约束、与基底的完全隔离，并将谐振器材料的固有耗散稀释了五个数量级。该方法基于声子带隙结构来局域化模式，而无需施加刚性夹持的边界条件。高张力氮化硅谐振器中减小的曲率使得在 $1 \,\mathrm{MHz}$ 频率下机械 $Q>10^{8}$，产生了迄今报道的室温下最高的机械 $Qf$ 乘积（$>10^{14}\,\mathrm{Hz}$）。相应的相干时间接近光学捕获介电粒子的相干时间。外推至 $4{.}2$ 开尔文预测加热速率约为 $\sim$quanta/ms，与囚禁离子相似。