微納機(jī)械系統(tǒng)（micro-nano mechanical systems）是一門(mén)多學(xué)科交叉的前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，涉及物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)等分支學(xué)科，在民用和軍事領(lǐng)域都有極其重要的應(yīng)用。微納機(jī)械系統(tǒng)的核心是高品質(zhì)因數(shù)的機(jī)械振動(dòng)傳感器，涉及不同的材料和器件原型，例如各種半導(dǎo)體微型諧振腔、碳納米管、石墨烯和SiN薄膜等等。通過(guò)高品質(zhì)的機(jī)械振動(dòng)傳感器，實(shí)現(xiàn)與光、電、磁、聲等物理參量的強(qiáng)耦合，為信息處理提供量子化平臺(tái)。然而其振動(dòng)頻率低 (kHz-MHz)，大大限制了信息處理的速度，其次，低頻的振動(dòng)器需要更低的溫度實(shí)現(xiàn)量子態(tài)，因此開(kāi)發(fā)高頻的機(jī)械振動(dòng)傳感器對(duì)實(shí)現(xiàn)高溫量子器件極為重要。然而，高頻機(jī)械振動(dòng)（>50 GHz）的一個(gè)瓶頸是品質(zhì)因數(shù)低，能量損耗快。

我校電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院汪國(guó)平教授團(tuán)隊(duì)基于金屬納米腔的振動(dòng)能量會(huì)以聲波的形式傳遞到周?chē)橘|(zhì) (ACS Nano, 2017, 11, 8064-8071)是能量損耗的關(guān)鍵這一物理機(jī)制，通過(guò)聲學(xué)調(diào)控，阻斷能量損耗通道，從而大大提高了金屬納米腔的振動(dòng)品質(zhì)因數(shù)，并實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)間的強(qiáng)耦合。而金屬納米腔強(qiáng)耦合的實(shí)現(xiàn)，不僅拓展了高頻下的強(qiáng)耦合物理體系，而且結(jié)合了金屬等離子體與光機(jī)械的特點(diǎn)，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫量子調(diào)控、量子計(jì)量學(xué)提供了可能。研究成果以“Strong vibrational coupling in room temperature plasmonic resonators” 為題，于2019年04月04日在《Nature Communications》上發(fā)表。博士生汪俊忠為論文第一作者，余快副教授、汪國(guó)平教授為共同通訊作者。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年基金項(xiàng)目、深圳市基礎(chǔ)研究項(xiàng)目和深圳市孔雀計(jì)劃項(xiàng)目的支持。

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https://www.nature.com/articles/s41467-019-09594-z