دراسة التفاعلات الفونونية المغزلية في كربيد السيليكون بواسطة الصوتيات الغوسية

دراسة التفاعلات الفونونية المغزلية في كربيد السيليكون بواسطة الصوتيات الغوسية

يمكن لـ PAM-XIAMEN تقديم ركيزة SiC لمختلف الأبحاث، ويمكن العثور على معلومات إضافية فيhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

يمكن للأنظمة الكمومية الهجينة استخدام المعلومات الكمومية لأشكال مختلفة من الممارسة، مثل الفوتونات الكمومية للإرسال لمسافات طويلة، وسلوك الدوران لتخزين المعلومات، ودوائر فائقة التوصيل بالموجات الدقيقة للحساب. في الأنظمة الكمومية الهجينة، يوفر التبادل المتماسك للمعلومات الكمومية بين الخلل البصري النشط والرنانات الميكانيكية طريقًا لاقتران الفوتونات بفونونات تردد الموجات الدقيقة. أظهرت الدراسات الحديثة أن الخلل النشط بصريًا (مثل الشواغر المزدوجة المحايدة) في SiC له حالات دوران طويلة الأمد، والتي يمكن استخدامها لمختلف عناصر التحكم الكمومية ودعم واجهات الفوتون المغزلي المتوافقة مع بروتوكولات التشابك الكمي. الأهم من ذلك، أن SiC عبارة عن مادة كهرضغطية تدعم حاليًا عمليات التصنيع الناضجة لإنتاج أنظمة كهروميكانيكية دقيقة عالية الجودة (MEMS). على الرغم من إحراز تقدم في الأبحاث الميكانيكية حول الدوران المزدوج في أنظمة العيوب المماثلة، مثل الدوران الفردي، وضبط الضغط، وسلوك القيادة الميكانيكية في مركز الشغور النيتروجيني للماس في الاستشعار المتماسك، إلا أن العيوب في SiC لا تزال خيارًا أفضل لحل المشكلة. مشكلة اقتران الفونون الدوراني القوي في المواد الميكانيكية.

يوفر النظام الميكانيكي المغزلي الهجين منصة رائعة لدمج السجلات وأجهزة الاستشعار الكمومية. لإنشاء هذا النظام والتحكم فيه بشكل فعال، من الضروري أن يكون لديك فهم شامل لمختلف المكونات الدورانية والميكانيكية وتفاعلاتها. في الوقت الحاضر، تعتبر المواد المعيبة في نقطة SiC مرشحة مفيدة للرنانات الميكانيكية المتكاملة عالية الجودة، وغالبًا ما تتميز سجلات دوران مادة الرقاقة المعدة باستخدام SiC بخصائص مثل العمر الطويل والخسارة المنخفضة.

أظهر الباحثون تركيزًا غاوسيًا للموجات الصوتية السطحية على SiC، والتي تتميز باستخدام تقنية تصوير حيود الأشعة السينية، وقدمت معلومات عن سعة الضغط المباشر بدقة مكانية نانوية. باستخدام حسابات البداية، قدم الباحثون مخططات اقتران سلالة الدوران أكثر اكتمالاً للعيوب المختلفة في مواد SiC مع تناظر C3v، مما يكشف عن أهمية إجهاد القص في تعزيز تطوير جهاز اقتران ميكانيكي الدوران. في الوقت نفسه، أظهر الباحثون اكتشافًا بصريًا كاملاً للرنين المغناطيسي الصوتي تحت المجالات المغناطيسية غير ذات الموجات الدقيقة، بالإضافة إلى تقسيم أوتلر تاونز الميكانيكي وتذبذبات رابي المغناطيسية المحظورة. توفر النتائج التجريبية المذكورة أعلاه أساسًا للتحكم في السلالة الكاملة لنظام الدوران ثلاثي المستويات.

الشكل 1: مرنان SAW غاوسي لتركيز الضغط

الشكل 1: مرنان Gaussian SAW لتركيز الضغط: أ. رسم تخطيطي هندسي لتصنيع جهاز SAW على الركيزة 4H-SiC المتناثرة باستخدام AlN؛ ب. صورة مجهرية بصرية عند النقطة البؤرية الصوتية لمرنان SAW غاوسي، مع خطوط حمراء تشير إلى إزاحة الموجة خارج المستوى؛ ج. قياس سعة انعكاس المنفذ الواحد (الأزرق) والمرحلة (الأحمر) في تجربة الدوران؛ د&ه. وضع ميكانيكي مشابه للرنانات Gaussian SAW.

الشكل 2: الكشف البصري عن الرنين المغنطيسي الصوتي في SiC

الشكل 2: الكشف البصري عن الرنين المغنطيسي الصوتي في SiC: أ. مخطط مستوى الطاقة. ب. العلوي: تسلسل مسبار المضخة أثناء تعديل المجال المغناطيسي؛ أدناه: يتباين التألق الضوئي (PL) عند 30 كلفن عند تشغيل وإيقاف رنين التجويف عن طريق الإثارة الكهربائية؛ ج. العلاقة الوظيفية بين التباين الضوئي المتكامل للرنين والموضع الجانبي لرنانات SAW.

الشكل 3: محرك ميكانيكي متماسك لمجموعة دوران kk

الشكل 3: المحرك الميكانيكي المتماسك لمجموعة دوران kk: أ. مخطط الحالة الأرضية مزدوج البايت للمحركات المغناطيسية والكهروميكانيكية؛ ب. قياس Autler Townes لمجموعة دوران kk عند درجة حرارة 30 K؛ ج. معدل الانتقال الميكانيكي الذي تم الحصول عليه من تقسيم Autler Townes (AT) مزود خطيًا بالجذر التربيعي لقيمة الطاقة الدافعة؛ د. تسلسل نبضي لذبذبات رابي المدفوعة ميكانيكيًا؛ ه. تبلغ تذبذبات رابي المدفوعة ميكانيكيًا حوالي 400 و 100 و 25 ميجاوات على التوالي.

الشكل 4: مقارنة معدل وعيوب محرك الدوران الميكانيكي لرسم الخرائط المكانية

الشكل 4: مقارنة معدل الدوران الميكانيكي لرسم الخرائط المكانية والعيوب: أ. يتم رسم تقسيم Autler Townes للفئة الفرعية kk-1 كدالة للموضع الأفقي x=0؛ ب. يتم رسم معدل التحويل الميكانيكي كدالة للموضع الطولي عند y=0؛ ج. سلالة SAW التي صممتها COMSOL Multiphysics؛ د. قياس تقسيم Autler Townes لـ kk وhh وPL6 عند ترددات ميكروويف مختلفة.

لمزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكترونيvictorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.

شارك هذا المنشور