RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2012

 / 

Апрель

←  →

Приборы и методы исследований


Наномеханические резонаторы

 а,  б, в, г,  д
а Новосибирский государственный технический университет, просп. Карла Маркса 20, Новосибирск, 630092, Российская Федерация
б NEC Green Innovation Research Laboratories and RIKEN Advanced Science Institute, Tsukuba, Ibaraki, Japan
в Department of Physics, Lancaster University, Lancaster, United Kingdom
г Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
д Institute of Photonic Technology, Albert-Einstein-Strasse 9, Jena, D-07702, Germany

Представлен обзор современного состояния исследований в области разработки и применения наномеханических резонаторов в составе наноэлектромеханических и оптомеханических систем для высокочувствительного детектирования и визуализации структуры материалов. Описаны методы изготовления и измерения параметров резонаторов нанометровых размеров и их характеристики. Обсуждаются квантовые свойства наномеханических резонаторов. Описаны схемы динамического охлаждения оптомеханических и наноэлектромеханических систем, направленные на снижение флуктуаций с целью повышения пороговой чувствительности этих устройств.

Текст pdf (1,7 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0182.201204c.0407
PACS: 61.46.−w, 62.25.−g, 81.07.−b, 81.07.Oj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0182.201204c.0407
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2012/4/c/
000306528000003
2012PhyU...55..382G
Цитата: Гринберг Я С, Пашкин Ю А, Ильичёв Е В "Наномеханические резонаторы" УФН 182 407–436 (2012)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 21 мая 2011, доработана: 4 ноября 2011, 16 ноября 2011

English citation: Greenberg Ya S, Pashkin Yu A, Il’ichev E “Nanomechanical resonators” Phys. Usp. 55 382–407 (2012); DOI: 10.3367/UFNe.0182.201204c.0407

Список литературы (244) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (48) Похожие статьи (13)

  1. Ekinci K L, Roukes M L Rev. Sci. Instrum. 76 061101 (2005)
  2. Knobel R G, Cleland A N Nature 424 291 (2003)
  3. Ekinci K L, Huang X M H, Roukes M L Appl. Phys. Lett. 84 4469 (2004)
  4. Ilic B et al. J. Appl. Phys. 95 3694 (2004)
  5. Sidles J A et al. Rev. Mod. Phys. 67 249 (1995)
  6. Cleland A N, Roukes M L Nature 392 160 (1998)
  7. Mamin H J et al. Nature Nanotechnol. 2 301 (2007)
  8. Roukes M L Technical Digest of the 2000 Solid State Sensor and Actuator Workshop (Cleveland, OH: Transducers Research Foundation, 2000); Roukes M L cond-mat/0008187
  9. LaHaye M D et al. Science 304 74 (2004)
  10. Nishiguchi N Phys. Rev. B 68 121305(R) (2003)
  11. Buks E et al. Europhys. Lett. 81 10001 (2008)
  12. Blencowe M P, Buks E Phys. Rev. B 76 014511 (2007)
  13. Armour A D, Blencowe M P, Schwab K C Phys. Rev. Lett. 88 148301 (2002)
  14. Wang Y-D, Semba K, Yamaguchi H New J. Phys. 10 043015 (2008)
  15. Xue F et al. Phys. Rev. B 76 205302 (2007)
  16. Cleland A N, Roukes M L Appl. Phys. Lett. 69 2653 (1996)
  17. Feng X L et al. Nano Lett. 7 1953 (2007)
  18. Ekinci K L et al. Appl. Phys. Lett. 81 2253 (2002)
  19. Yang Y T et al. Appl. Phys. Lett. 78 162 (2001)
  20. Huang X M H et al. New J. Phys. 7 247 (2005)
  21. Carr D W et al. Appl. Phys. Lett. 75 920 (1999)
  22. Huang X M H et al. Nature 421 496 (2003)
  23. Beck R G et al. Appl. Phys. Lett. 73 1149 (1998)
  24. Tang H X et al. Appl. Phys. Lett. 81 3879 (2002)
  25. Sekaric L et al. Sensors Actuators A 101 215 (2002)
  26. Cleland A N, Pophristic M, Ferguson I Appl. Phys. Lett. 79 2070 (2001)
  27. Sekaric L et al. Appl. Phys. Lett. 81 4455 (2002)
  28. Hutchinson A B et al. Appl. Phys. Lett. 84 972 (2004)
  29. Postma H W Ch et al. Appl. Phys. Lett. 86 223105 (2005)
  30. Cleland A N Foundations of Nanomechanics (Heidelberg: Springer, 2002)
  31. Li H et al. J. Appl. Phys. 100 094309 (2006)
  32. Imboden M et al. Appl. Phys. Lett. 90 173502 (2007)
  33. Gaidarzhy A et al. Appl. Phys. Lett. 91 203503 (2007)
  34. Husain A et al. Appl. Phys. Lett. 83 1240 (2003)
  35. Li T F et al. Appl. Phys. Lett. 92 043112 (2008)
  36. Pashkin Yu A et al. Appl. Phys. Lett. 96 263513 (2010)
  37. Greywall D S et al. Phys. Rev. Lett. 72 2992 (1994)
  38. Hoehne F et al. Phys. Rev. B 81 184112 (2010)
  39. Flowers-Jacobs N E, Schmidt D R, Lehnert K W Phys. Rev. Lett. 98 096804 (2007)
  40. Cleland A N, Roukes M L J. Appl. Phys. 92 2758 (2002)
  41. Truitt P A et al. Nano Lett. 7 120 (2007)
  42. Aassime A et al. Phys. Rev. Lett. 86 3376 (2001)
  43. Rugar D, Mamin H J, Guethner P Appl. Phys. Lett. 55 2588 (1989)
  44. Rugar D et al. Science 264 1560 (1994)
  45. Degen C L et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 1313 (2009)
  46. Clarke J, Braginski A I (Eds) The SQUID Handbook Vol. 1 (Weinheim: Wiley-VCH, 2004)
  47. Etaki S et al. Nature Phys. 4 785 (2008)
  48. Zwickl B M et al. Appl. Phys. Lett. 92 103125 (2008)
  49. Ekinci K L, Yang Y T, Roukes M L J. Appl. Phys. 95 2682 (2004)
  50. Naik A K et al. Nature Nanotechnol. 4 445 (2009)
  51. Cleland A N New J. Phys. 7 235 (2005)
  52. Lassagne B et al. Nano Lett. 8 3735 (2008)
  53. Jensen K, Kim K, Zettl A Nature Nanotechnol. 3 533 (2008)
  54. Chiu H-Y et al. Nano Lett. 8 4342 (2008)
  55. Caves C M et al. Rev. Mod. Phys. 52 341 (1980)
  56. Braginsky V B, Khalili F Ya Quantum Measurement (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995)
  57. Шмальгаузен В И УФН 132 679 (1980); Shmal'gauzen V I Sov. Phys. Usp. 23 858 (1980)
  58. Андроник К И, Пудалов В М Письма в ЖЭТФ 35 157 (1982); Andronik K I, Pudalov V M JETP Lett. 35 192 (1982)
  59. Брагинский В Б, Панов В И, Попельнюк В Д Письма в ЖЭТФ 33 423 (1981); Braginskii V B, Panov V I, Popel'nyuk V D JETP Lett. 33 405 (1981)
  60. Hadjar Y et al. Europhys. Lett. 47 545 (1999)
  61. Mohanty P, Harrington D A, Roukes M L Physica B 284 2143 (2000)
  62. Regal C A, Teufel J D, Lehnert K W Nature Phys. 4 555 (2008)
  63. Hierold C et al. Sensors Actuators A 136 51 (2007)
  64. Iijima S Nature 354 56 (1991)
  65. Ijima S, Ichihashi T Nature 363 603 (1993)
  66. Bethune D S et al. Nature 363 605 (1993)
  67. Dresselhaus M S, Dresselhaus G, Avouris P (Eds) Carbon Nanotubes: Synthesis, Structure, Properties, and Applications (Berlin: Springer, 2001) p. 391
  68. Bhushan B (Ed.) Springer Handbook of Nanotechnology (Heidelberg: Springer, 2004)
  69. Zhang P et al. Int. J. Solids Struct. 39 3893 (2002)
  70. Garcia-Sanchez D et al. Phys. Rev. Lett. 99 085501 (2007)
  71. Williams P A et al. Appl. Phys. Lett. 82 805 (2003)
  72. Fennimore A M et al. Nature 424 408 (2003)
  73. Rueckes T et al. Science 289 94 (2000)
  74. Lee S W et al. Nano Lett. 4 2027 (2004)
  75. Nishio M et al. Appl. Phys. Lett. 86 133111 (2005)
  76. Papadakis S J et al. Phys. Rev. Lett. 93 146101 (2004)
  77. Cha S N et al. Appl. Phys. Lett. 86 083105 (2005)
  78. Stampfer C et al. Nano Lett. 6 233 (2006)
  79. Dharap P et al. Nanotechnology 15 379 (2004)
  80. Grow R J et al. Appl. Phys. Lett. 86 93104 (2005)
  81. Poncharal P et al. Science 283 1513 (1999)
  82. Hüttel A K et al. New J. Phys. 10 095003 (2008)
  83. Sazonova V et al. Nature 431 284 (2004)
  84. Reulet B et al. Phys. Rev. Lett. 85 2829 (2000)
  85. LeRoy B J et al. Nature 432 371 (2004)
  86. Witkamp B, Poot M, van der Zant H S J Nano Lett. 6 2904 (2006)
  87. Hüttel A K et al. Nano Lett. 9 2547 (2009)
  88. Steele G A et al. Science 325 1103 (2009)
  89. Lassagne B et al. Science 325 1107 (2009)
  90. Chen C et al. Nature Nanotechol. 4 861 (2009)
  91. Lee C et al. Science 321 385 (2008)
  92. Binnig G et al. Appl. Phys. Lett. 40 178 (1982)
  93. Binnig G et al. Phys. Rev. Lett. 50 120 (1983)
  94. Binnig G, Quate C F, Gerber Ch Phys. Rev. Lett. 56 930 (1986)
  95. Sidles J A Appl. Phys. Lett. 58 2854 (1991)
  96. Sidles J A Phys. Rev. Lett. 68 1124 (1992)
  97. Züger O et al. J. Appl. Phys. 79 1881 (1996)
  98. Rugar D et al. Nature 430 329 (2004)
  99. Suter A Prog. Nucl. Magn. Res. Spectrosc. 45 239 (2004)
  100. Kuehn S, Hickman S A, Marohn J A J. Chem. Phys. 128 052208 (2008)
  101. Hammel P C, Pelekhov D V Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials (Eds-in-Chief H Kronmüller, S Park) (Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2007)
  102. Hammel P C et al. Proc. IEEE 91 789 (2003)
  103. Thurber K R, Harrel L E, Smith D D J. Magn. Res. 162 336 (2003)
  104. Thurber K R et al. Appl. Phys. Lett. 80 1794 (2002)
  105. Mamin H J et al. Phys. Rev. B 72 024413 (2005)
  106. Stowe T D et al. Appl. Phys. Lett. 71 288 (1997)
  107. Garner S R et al. Appl. Phys. Lett. 84 5091 (2004)
  108. Mamin H J, Rugar D Appl. Phys. Lett. 79 3358 (2001)
  109. Rugar D, Yannoni C S, Sidles J A Nature 360 563 (1992)
  110. Bruland K J et al. Appl. Phys. Lett. 73 3159 (1998)
  111. Gimzewski J K et al. Chem. Phys. Lett. 217 589 (1994)
  112. Thundat T et al. Appl. Phys. Lett. 64 2894 (1994)
  113. Wu G et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 1560 (2001)
  114. Yang Y T et al. Nano Lett. 6 583 (2006)
  115. Wachter E A, Thundat T Rev. Sci. Instrum. 66 3662 (1995)
  116. Craighead H G Science 290 1532 (2000)
  117. Ilic B, Yang Y, Craighead H G Appl. Phys. Lett. 85 2604 (2004)
  118. Gupta A, Akin D, Bashir R Appl. Phys. Lett. 84 1976 (2004)
  119. Davis Z J, Boisen A Appl. Phys. Lett. 87 013102 (2005)
  120. Calleja M et al. Ultramicroscopy 105 215 (2005)
  121. Dohn S et al. Appl. Phys. Lett. 86 233501 (2005)
  122. Burg T P et al. Nature 446 1066 (2007)
  123. Berger R et al. Appl. Phys. Lett. 69 40 (1996)
  124. Watari M et al. J. Am. Chem. Soc. 129 601 (2007)
  125. Lang H P et al. Appl. Phys. A 66 2532 (1998)
  126. Baller M K et al. Ultramicroscopy 82 1 (2000)
  127. Battiston F M et al. Sensors Actuators B 77 122 (2001)
  128. Fritz J et al. Science 288 316 (2000)
  129. McKendry R et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 9783 (2002)
  130. Zhang J et al. Nature Nanotechnol. 1 214 (2006)
  131. Wu G et al. Nature Biotechnol. 19 856 (2001)
  132. Arntz Y et al. Nanotechnology 14 86 (2003)
  133. Backmann N et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 14587 (2005)
  134. Huber F et al. Biosens. Bioelectron. 21 1599 (2006)
  135. Ji H-F et al. Chem. Commun. (22) 2532 (2004)
  136. Zhang Y et al. Biosens. Bioelectron. 19 1473 (2004)
  137. Braun T et al. Biophys. J. 90 2970 (2006)
  138. Mukhopadhyay R et al. Nano Lett. 5 2385 (2005)
  139. Shu W et al. J. Am. Chem. Soc. 127 17054 (2005)
  140. Gfeller K Y, Nugaeva N, Hegner M Biosens. Bioelectron. 21 528 (2005)
  141. Gfeller K Y, Nugaeva N, Hegner M Appl. Environ. Microbiol. 71 2626 (2005)
  142. Nugaeva N et al. Biosens. Bioelectron. 21 849 (2005)
  143. Nugaeva N et al. Microscopy Microanalysis 13 13 (2007)
  144. Pinnaduwage L A et al. Langmuir 19 7841 (2003)
  145. Braun T et al. Phys. Rev. E 72 031907 (2005)
  146. Dorrestijn M Doctoral Dissertation (Basel: Institute for Physics, Univ. of Basel, 2006)
  147. Dorrestijn M et al. Phys. Rev. Lett. 98 026102 (2007)
  148. Bocko M F, Onofrio R Rev. Mod. Phys. 68 755 (1996)
  149. Cho A Science 299 36 (2003)
  150. Nakamura Y, Pashkin Yu A, Tsai J S Nature 398 786 (1999)
  151. van der Wal C H et al. Science 290 773 (2000)
  152. Grajcar M, Izmalkov A, Il'ichev E Phys. Rev. B 71 144501 (2005)
  153. Il'ichev E et al. Phys. Rev. Lett. 91 097906 (2003)
  154. Born D et al. Phys. Rev. B 70 180501(R) (2004)
  155. Wallraff A et al. Nature 431 162 (2004)
  156. Oelsner G et al. Phys. Rev. B 81 172505 (2010)
  157. Caves C M Phys. Rev. D 26 1817 (1982)
  158. Clerk A A Phys. Rev. B 70 245306 (2004)
  159. Naik A et al. Nature 443 193 (2006)
  160. Poggio M et al. Nature Phys. 4 635 (2008)
  161. Caves C M Phys. Rev. D 23 1693 (1981)
  162. Teufel J D et al. Phys. Rev. Lett. 101 197203 (2008)
  163. Castellanos-Beltran M A et al. Nature Phys. 4 929 (2008)
  164. Teufel J D et al. Nature Nanotechnol. 4 820 (2009)
  165. Anetsberger G et al. Nature Phys. 5 909 (2009)
  166. Anetsberger G et al. Phys. Rev. A 82 061804(R) (2010)
  167. O'Connell A D et al. Nature 464 697 (2010)
  168. Blencowe M Phys. Rep. 395 159 (2004)
  169. Blair D G et al. Phys. Rev. Lett. 74 1908 (1995)
  170. Harry G M et al. Appl. Phys. Lett. 76 1446 (2000)
  171. Abbott B et al. (LIGO Sci. Collab.) Phys. Rev. D 69 122001 (2004)
  172. Abbott B et al. (LIGO Sci. Collab.) Phys. Rev. Lett. 94 181103 (2005)
  173. Abbott B et al. (LIGO Sci. Collab.) New J. Phys. 11 073032 (2009)
  174. Yurke B, Kochanski G P Phys. Rev. B 41 8184 (1990)
  175. Presilla C, Onofrio R, Bocko M F Phys. Rev. B 45 3735 (1992)
  176. Onofrio R, Presilla C Europhys. Lett. 22 333 (1993)
  177. White J D Jpn. J. Appl. Phys. 32 L1571 (1993)
  178. Blencowe M P, Wybourne M N Physica B 280 555 (2000)
  179. Zhang Y, Blencowe M P J. Appl. Phys. 91 4249 (2002)
  180. Knobel R, Yung C S, Cleland A N Appl. Phys. Lett. 81 532 (2002)
  181. Blencowe M P, Wybourne M N Appl. Phys. Lett. 77 3845 (2000)
  182. Kirschbaum J et al. Appl. Phys. Lett. 81 280 (2002)
  183. Cleland A N et al. Appl. Phys. Lett. 81 1699 (2002)
  184. Metzger C H, Karrai K Nature 432 1002 (2004)
  185. Kleckner D, Bouwmeester D Nature 444 75 (2006)
  186. Poggio M et al. Phys. Rev. Lett. 99 017201 (2007)
  187. Schliesser A et al. Phys. Rev. Lett. 97 243905 (2006)
  188. Grajcar M et al. Nature Phys. 4 612 (2008)
  189. Brown K R et al. Phys. Rev. Lett. 99 137205 (2007)
  190. Zhang J, Liu Y, Nori F Phys. Rev. A 79 052102 (2009)
  191. Ouyang S-H, You J Q, Nori F Phys. Rev. B 79 075304 (2009)
  192. Rabl P et al. Phys. Rev. B 79 041302(R) (2009)
  193. Greenberg Ya S, Il ichev E, Nori F Phys. Rev. B 80 214423 (2009)
  194. Martin I et al. Phys. Rev. B 69 125339 (2004)
  195. Blencowe M P, Imbers J, Armour A D New J. Phys. 7 236 (2005)
  196. Clerk A A, Bennett S New J. Phys. 7 238 (2005)
  197. Nori F Nature Phys. 4 589 (2008)
  198. Grajcar M et al. Phys. Rev. B 78 035406 (2008)
  199. Valenzuela S O et al. Science 314 1589 (2006)
  200. Hauss J et al. New J. Phys. 10 095018 (2008)
  201. Hauss J et al. Phys. Rev. Lett. 100 037003 (2008)
  202. Greenberg Ya S Phys. Rev. B 76 104520 (2007)
  203. Greenberg Ya S, Il'ichev E Phys. Rev. B 77 094513 (2008)
  204. You J Q et al. Phys. Rev. B 75 104516 (2007)
  205. You J Q, Liu Y, Nori F Phys. Rev. Lett. 100 047001 (2008)
  206. Ashhab S et al. New J. Phys. 11 023030 (2009)
  207. Kippenberg T J et al. Phys. Rev. Lett. 95 033901 (2005)
  208. Rokhsari H et al. Opt. Express 13 5293 (2005)
  209. Carmon T et al. Phys. Rev. Lett. 94 223902 (2005)
  210. Arcizet O et al. Nature 444 71 (2006)
  211. Gigan S et al. Nature 444 67 (2006)
  212. Corbitt Th et al. Phys. Rev. Lett. 98 150802 (2007)
  213. Thompson J D et al. Nature 452 72 (2008)
  214. Schliesser А et al. Nature Phys. 4 415 (2008)
  215. Gröblacher S et al. Eur. Phys. Lett. 81 54003 (2008)
  216. Miyakawa O et al. Phys. Rev. D 74 022001 (2006)
  217. Buonanno A, Chen Y Phys. Rev. D 65 042001 (2002)
  218. Corbitt T et al. Phys. Rev. A 73 023801 (2006)
  219. Брагинский В Б, Манукин А Б Измерение малых сил в физических экспериментах (М.: Наука, 1974); Braginsky V B, ManukA B Measurement of Weak Forces in Physics Experiments (Chicago: Univ. of Chicago Press, 1977)
  220. Брагинский В Б, Минакова И И Вестн. Моск. унив. Физ. Астрон. (1) 83 (1964)
  221. Манукин А Б, Тихонов М Ю Вестн. Моск. унив. Физ. Астрон. (5) 584 (1970)
  222. Wilson-Rae I et al. Phys. Rev. Lett. 99 093901 (2007)
  223. Marquardt F et al. Phys. Rev. Lett. 99 093902 (2007)
  224. Marquardt F, Clerk A A, Girvin S M J. Mod. Opt. 55 3329 (2008)
  225. Gröblacher S et al. Nature Phys. 5 485 (2009)
  226. Schliesser А et al. Nature Phys. 5 509 (2009)
  227. Ilchenko V S, Matsko A B IEEE J. Sel. Topics Quant. Electron. 12 15 (2006)
  228. Armani D K et al. Nature 421 925 (2003)
  229. Schliesser A et al. New J. Phys. 10 095015 (2008)
  230. Carmon T, Vahala K J Phys. Rev. Lett. 98 123901 (2007)
  231. Riviere R et al. arXiv:1011.0290
  232. Lee K H et al. Phys. Rev. Lett. 104 123604 (2010)
  233. Braginsky V B, Gorodetsky M L, Ilchenko V S Phys. Lett. A 137 393 (1989)
  234. Park Y-S, Wang H Nature Phys. 5 489 (2009)
  235. Kippenberg T J et al. Appl. Phys. Lett. 83 797 (2003)
  236. Meystre P et al. J. Opt. Soc. Am. B 2 1830 (1985)
  237. Bhattacharya M, Uys H, Meystre P Phys. Rev. A 77 033819 (2008)
  238. Bhattacharya M, Giscard P-L, Meystre P Phys. Rev. A 77 030303(R) (2008)
  239. Bhattacharya M, Meystre P Phys. Rev. A 78 041801(R) (2008)
  240. Favero I, Karrai K New J. Phys. 10 095006 (2008)
  241. Jayich A M et al. New J. Phys. 10 095008 (2008)
  242. Teufel J D, Regal C A, Lehnert K W New J. Phys. 10 095002 (2008)
  243. Rocheleau T et al. Nature 463 72 (2009)
  244. Hertzberg J B et al. Nature Phys. 6 213 (2010)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение