제목  그래핀 기반의 나노기계 공진기에 대한 새로운 진전
기술동향  해외동향
작성자  뉴스 관리자 작성일  2018-02-08 조회  218
 

중국과학기술대학(University of Science and Technology of China)의 연구진은 그래핀 기반의 새로운 나노기계 공진기 시스템(nanomechanical resonator system)을 개발했다.

나노기계 공진기는 작은 크기, 높은 안정성 및 큐 인자(quality factor)를 가지고 있기 때문에 정보 저장, 조작, 전달을 위한 유망한 후보자이다. 이 분야는 양자 음향학의 급속한 발전으로 인해서 점점 더 많은 관심을 끌고 있다. 그러나 매우 복잡한 이론적 및 실험적 연구가 필요하기 때문에 아직까지 많은 한계를 가지고 있다.

나노기계 공진기를 정보 매체로 사용하는데 가장 어려운 점은 원거리에서 조율 가능한 포논 상호작용을 구현하는 것이다. 많은 연구들이 이런 문제를 해결하기 위해서 진행되었고, 가장 일반적인 방법은 광 공동 또는 초전도 마이크로웨이브 공진기를 매개체로 사용하는 것이다. 그러나 공진 주파수 차이가 너무 크고 결합 강도가 비교적 작아서 강한 커플링을 달성하기가 어려웠다.

이번 연구진은 기계적 공진기 자체를 포논 공동으로서 활용했다. 그래서 인접한 기계적 공진기 간의 강한 커플링과 포논 모드의 일관된 조작을 구현할 수 있었다.

이런 현상은 광학의 라만 프로세스(Raman process)와 유사하다. 중앙의 공진기는 중개하는 역할을 하고, 측면의 공진기의 포논 모드는 가상 포논을 교환함으로써 효과적인 커플링을 달성했다. 광학적 라만 프로세스의 이론적 모델을 사용함으로써, 유효 커플링 강도와 이조(detuning) 간의 관계를 알게 되었다. 이 실험 데이터는 이론적 결과는 매우 잘 일치했다.

그래핀 기반의 나노기계 공진기에서 비-인접 커플링을 실험적으로 구현하는 것은 이번이 처음이다. 이 연구는 나노기계 공진기 연구에 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이고 포논 모드를 통한 양자 정보의 저장 및 전달을 위한 토대를 마련할 수 있을 것이다.

이 연구결과는 저널 Nature Communications에 “Strong indirect coupling between graphene-based mechanical resonators via a phonon cavity” 라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1038/s41467-018-02854-4).

 

출처

https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49249.php 

 

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