Two-level system damping in a quasi-one-dimensional optomechanical resonator
Notice bibliographique
Résumé
Nanomechanical resonators have demonstrated great potential for use as versatile tools in a number of emerging quantum technologies. For such applications, the performance of these systems is restricted by the decoherence of their fragile quantum states, necessitating a thorough understanding of their dissipative coupling to the surrounding environment. In bulk amorphous solids, these dissipation channels are dominated at low temperatures by parasitic coupling to intrinsic two-level system (TLS) defects; however, there remains a disconnect between theory and experiment on how this damping manifests in dimensionally reduced nanomechanical resonators. Here, we present an optomechanically mediated thermal ringdown technique, which we use to perform simultaneous measurements of the dissipation in four mechanical modes of a cryogenically cooled silicon nanoresonator, with resonant frequencies ranging from 3--19 MHz. Analyzing the device's mechanical damping rate at fridge temperatures between 10 mK and 10 K, we demonstrate quantitative agreement with the standard tunneling model for TLS ensembles confined to one dimension. From these fits, we extract the defect density of states $({P}_{0}\ensuremath{\sim}1\ensuremath{-}4\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{44}\phantom{\rule{4pt}{0ex}}{\mathrm{J}}^{\ensuremath{-}1}\phantom{\rule{4pt}{0ex}}{\mathrm{m}}^{\ensuremath{-}3})$ and deformation potentials $(\ensuremath{\gamma}\ensuremath{\sim}1--2$ eV), showing that each mechanical mode couples on average to less than a single thermally active defect at 10 mK.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».