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　　体声谐振器是一种堆叠的材料结构，声波可以在其中共振，它可以用来放大声音或过滤掉不需要的噪音。这些谐振器在当今的射频通信中得到了广泛的应用，比如iphone中的前端模块(FEM)。它们也可以成为各种尖端科学应用的有价值的组件，包括量子技术和成像设备。

　　尽管它们具有潜力，但到目前为止，精确测量储存在这些设备内的声波能量仍是一项挑战。这限制了它们在制造可靠和高性能滤波器和信号处理设备方面的使用。

　　哈佛大学(Harvard University)和普渡大学(Purdue University)的研究人员最近开始着手解决这一领域现有的挑战，他们引入了一种基于4H碳化硅(SiC)的体声谐振器内控制和读出硅空位的策略。他们提出的策略概述在《自然电子》杂志上，可用于调谐由4H SiC缺陷放大或吸收的频率，并使用体声谐振器。

　　“我们研究的动机是用量子传感器研究经典系统的机械动力学，”该论文的合著者乔纳森·r·迪茨告诉Phys.org。“值得注意的是，我们的实验室已经收集了可以集中足够能量来研究这种相互作用的谐振器。”

　　Dietz和他的同事们最近的研究建立在研究人员以前的研究工作的基础上。在他们过去的论文中，研究人员介绍了使用4H SiC制造的新型声学谐振器，即所谓的横向泛音体声学谐振器(lobar)。此外，它们还展示了它们的潜力，特别是作为高质量因子(Q)光学谐振器。

　　Dietz解释说:“为了实现对硅空位的自旋声学控制，我们选择了一种高质量共振装置，并用共聚焦ODMR显微镜测量了自旋声学耦合。”“最后，我们使用测量的自旋共振来精确地绘制LOBAR设备中的声波。”

　　作为他们研究的一部分，研究人员展示了他们提出的自旋声控制4H sic基LOBAR器件中硅空位的策略的潜力。Dietz和他的同事使用光学读出器在高Q模式下工作时进行了频谱分析。此外，他们还能够使用二维成像工具来研究谐振器与材料缺陷之间的相互作用，从而产生设备共振模式的可视化。

　　“我们的测量是非侵入性的，”该论文的合著者姜伯阳(Alex Jiang)说。“此外，由于荧光只与它耦合的应变有关，我们测量的Q是SiC的固有Q，而不需要在RF测量中去嵌入。”

　　这组研究人员介绍的新方法可用于在环境条件下收集LOBAR设备内部的精确测量数据，而不会干扰其操作。在未来，它可以用来表征各种微机电系统的声学特性，同时也可以更好地控制基于使用声学振动作为量子资源的自旋缺陷的量子存储设备。

　　Dietz说:“我们的研究表明，碳化硅中一个常见的、容易测量的缺陷是机械敏感的，可以强有力地控制，以制造一种非侵入式应变传感器。”“在我们的下一步研究中，我们计划实现SiC(碳化硅)基设备(如MRI)中应变的3D成像。我们还希望利用谐振器和自旋之间的反馈来同时控制两个系统。”

　　更多信息:Jonathan R. Dietz等人，4H碳化硅中硅空位的自旋声控制，自然电子(2023)。DOI: 10.1038 / s41928 - 023 - 01029 - 4

　　?2023 Science X Network

　　引用本文:4H碳化硅体声谐振器中硅空位的自旋声控制策略(2023,10月20日)2023年10月20日检索自https://phys.org/news/2023-10-strategy-spin-acoustic-silicon-vacancies-4h.html

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