表面声波是局限于材料表面的机械波。这些波浪自然发生在地震期间,并且还经过设计用于微型设备,在传感和处理超高频率电信号中起着至关重要的作用。人造表面声波通常以数百MHz或更高的频率运行,波长在千分尺尺度上,并且表面位移的表面位移数百个皮仪 - 可与原子的大小相当。可以通过在压电材料上的互换能器的机电转换来进行这些波的激发。表面声波的损失可能很低,结合能够通过压电材料中的应变或电场将多个量子系统搭配到许多量子系统,最近已实现了量子声学领域的探索。在经典级别上,这种耦合都是可能的,其中大量相干的声子与量子系统相互作用,以及在量子级别,量子系统理想地耦合到单个声子。这不仅对量子物理学研究非常有意义,而且对于从量子传感到量子转导的应用,其中量子信号从一种类型的载体转换(例如光子)到另一个(例如声子)。在本文中,我们与GAAS上的表面声波一起工作,GAA既是压电材料,又是半导体。以这种方式,可以在托有Ingaas量子点的同一介质中生成表面声波,这些介质是光学活跃的量子系统。可以通过将声子限制在声腔中并将量子点放在光学微腔中以增强光学读数来增强表面声波和量子点之间的耦合。为此,我们在这里描述了一个包括声学腔和开放式光学微腔的平台,在不久的将来,该平台将用于使用Gigahertz表面声波和Ingaas Semicicductor量子点进行量子声学实验。由于多种损失机制,高铁表面声波腔的制造并不是微不足道的。由于系统的复杂性,有限的元素模拟是耗时的,并且不容易执行。因此,高铁表面声波腔的制造通常涉及基于迭代样品制造和表征的优化过程。在我们的情况下,我们通过电子束光刻和Al上的Al上的AL纳米表面声波杆纳米表面的声波杆。这些空腔在1 GHz下运行,并包含用于表面声波激发的插入式传感器。在第2章中,着重于表面声波腔的表征,我们建立了基于纤维的扫描光学干涉仪,用于测量GHz表面声波的位移的幅度和相位,以及在声学空腔中成像它们的空间分布。表面表面声波腔的表征通常是通过使用相同的用于波激发的相同二聚体换能器的全电测量进行的。我们通过成像表面声波腔中的横向模式我们发现此方法不完整,并且可能导致误导信息,尤其是关于腔体内声场的分布。
温度是限制 SETSAW 器件作为电流量子标准的精度的一个因素 Nick Fletcher、Jan-Theodoor Janssen 和 Tony Hartland NPL,英国米德尔塞克斯郡泰丁顿 1.摘要 我们测量了声电流平台 I n = nef 的斜率 (∆ I / ∆ V g ) n(n =1 和 2),作为浴温 T 在 0.3 至 4.2 K 范围内的函数。限制在一维通道中的电子“冲浪”频率为 f ≈ 2.8 GHz 的表面声波,该波由沉积在 GaAs 异质结构上的换能器产生。通道宽度由施加到同样沉积在异质结构上的肖特基栅极的电压 V g 控制。将归一化斜率 S = ( ∆ I / ∆ V g ) n /( ∆ I / ∆ V g ) n -1 → n 与使用 Flensburg 等人 [11] 提出的描述器件行为的模型计算出的斜率进行了比较。在这个模型中,S 与有效温度 T eff 相关,该温度可能大于 T 。测量表明,对于 n =1,T eff 的最小值为 1.65 ± 0.1 K,对应于最小值 S ≈ 10 -3 。2.简介 目前,国家计量机构正在进行大量研究工作,旨在开发基于单电子传输的电流量子标准。NPL 参与了两个这样的项目,一个使用单电子 R 泵(详见本摘要 [1] 中的其他内容),另一个基于本文的主题 SETSAW(表面声波单电子传输)技术。图 1 显示了 SETSAW 设备的示意图。该设备制造在半导体衬底(GaAs/Al x Ga 1-x As 异质结构)上,该衬底表面附近包含准二维电子气 (2DEG)。设备一端的叉指换能器 (IDT) 产生表面声波 (SAW),该表面声波传播通过形成 2DEG 收缩的中心区域。该行进机械波在压电 GaAs 材料中产生相应的电势,该电势与 2DEG 相互作用。在收缩区域(通常由沉积在表面上的金属分裂栅形成,相对于 2DEG 保持在负电位),SAW 电位的最小值可视为移动量子阱,其通过收缩通道传输电子。如果通道足够封闭,即上述量化电流的首次实现于 1996 年 [2] 报道。然而,尽管过去 5 年不断进行研究和开发 [例如“夹断” 使得正常传导被禁止,并且可以布置 SAW 的电位,使得每个电位最小值传输相同(少量)数量的电子,然后该设备用作电流源,产生电流 I=nef ,其中 n 是整数,e 是电子电荷,f 是 SAW 的频率。与使用通过金属-绝缘体-金属隧道结进行电子泵送相比,该技术的优势在于更高的工作频率 - 高达 5 GHz [3] 产生近 1 nA,而约 10 MHz 产生几个 pA。4,5,6],SETSAW 设备的量化精度仍然低于电子泵 [7]。本文介绍了一项实验的结果,该实验旨在测量 SETSAW 设备特性的温度依赖性,以期更好地理解(并希望控制)误差机制。