超精共组装金刚石纳米机械振子揭示超流动力学

从引力波探测、蛋白质力学显微镜到探索量子-经典边界，许多被预期的发现都需要提高测量灵敏度的限制。通过波动-耗散定理，机械耗散决定了该限制的声学噪声。然而，即便在高纯度晶体中，导致声学损耗的微观机制仍鲜为人知。张力诱导的耗散稀释为实现超低声学损失提供了途径，但在包括单晶金刚石在内的晶体材料中实施仍具挑战性。本文实现了一种利用液体辅助的范德华自组装工艺构建的应变工程化金刚石纳米机械平台，通过内在表面力施加张应力超过1 GPa。在低温下，这些振子实现了超过100亿的品质因数（材料本身的品质因数超过1000万）。这种卓越的相干性使其成为残余耗散的灵敏探针，阐明了来自表面超流动氦膜的三个明确的双水平系统通道和一个拓扑耗散通道。我们的工作表明，推进机械相干性为混合量子系统、精密计量学和凝聚态物理学的新范式开辟了道路。