第一作者：Gregory S. MacCabe，Hengjiang Ren
通訊作者：Oskar Painter
通訊單位：美國加州理工學院
凝聚態物理學術QQ群：1083456536
在光學方面，納米尺度的幾何結構已成為改變塊狀材料電磁特性的有效方法，并導致超材料能夠以前所未有的方式操控光。在最極端的情況下，可能會出現光子帶隙，其中光被禁止傳播，從而顯著改變這種材料內部的光發射。最近，聲波工程中的一場類似的聲學革命導致了各種各樣的新器件，從用于控制熱流的熱晶體到用于聲波無散射傳輸的聲子拓撲絕緣體。
近日，美國加州理工學院Oskar Painter報道了一種具有超長聲子壽命的納米聲諧振器，具有聲子晶體屏蔽的微波頻率聲納米腔的聲學阻尼和相干性的極限，該聲子晶體屏蔽層對聲波的所有極化都具有較寬的帶隙。
圖1. 聲子晶體屏蔽設計。
研究人員利用脈沖激光激發腔的共焦光學模式，測量了單聲子靈敏度可達毫克爾文溫度的內聲學模式，得到的聲子壽命最高可達τph.0≈1.5秒（品質因數Q=5×1010），帶隙屏蔽腔的帶隙屏蔽腔的為τcoh.0≈130微秒。
圖2. 聲學呼吸模式的振鈴測量。
這些聲學設計的納米結構為了解量子噪聲的物質來源提供了一個窗口，并具有潛在的應用范圍，從測試各種量子力學的坍塌模型到混合超導量子電路中的微型量子存儲元件。
圖3.聲阻尼和頻率抖動的溫度依賴性。
參考文獻
Gregory S. MacCabe, et al, Nano-acoustic resonator with ultralong phonon lifetime, Science, 2020
DOI: 10.1126/science.abc7312
http://science.sciencemag.org/content/370/6518/840
