p Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China conseguiram um forte acoplamento indireto entre os modos de fônons distantes, introduzindo um terceiro ressonador como um modo de cavidade de fônons. Variando a frequência ressonante do modo de cavidade do fônon, a força de acoplamento entre os modos de fônon distantes pode ser continuamente sintonizada. Os pesquisadores publicaram um artigo intitulado "Forte acoplamento indireto entre ressonadores mecânicos baseados em grafeno através de uma cavidade de fônon" em Nature Communications . p Com as vantagens do tamanho pequeno, fatores de estabilidade e alta qualidade, ressonadores nanomecânicos são considerados um candidato promissor para armazenamento, manipulação e transferência de informações. Tanto as informações clássicas quanto as quânticas podem ser codificadas nos estados de fônons de ressonadores mecânicos. Os estados do Phonon também podem transferir essas informações.

p O principal problema de usar ressonadores nanomecânicos como portadores de informação é conseguir interação de fônons sintonizáveis ​​a longa distância. A abordagem mais comum é usar cavidades ópticas ou ressonadores de micro-ondas supercondutores como mediadores. Contudo, a diferença entre as frequências ressonantes de ressonadores mecânicos e cavidades ópticas ou ressonadores de micro-ondas é muito grande. Também, é difícil induzir um regime de acoplamento forte, pois as forças de acoplamento entre eles são relativamente pequenas.

p Focando neste problema, pesquisadores propuseram o emprego de um ressonador mecânico para atuar como uma cavidade de fônon para substituir a cavidade óptica ou ressonador de microondas. As frequências ressonantes das cavidades dos fônons e dos ressonadores mecânicos estão na mesma faixa. Assim, esses modos podem ser efetivamente acoplados. Anteriormente, o grupo percebeu um forte acoplamento entre ressonadores mecânicos vizinhos e manipulação coerente dos modos de fônon. Com base neste trabalho, os cientistas projetaram e fabricaram uma cadeia linear de três ressonadores nanomecânicos baseados em grafeno, como mostrado na Fig. 1.

p Neste dispositivo, a frequência ressonante de cada ressonador pode ser sintonizada em uma ampla faixa por meio de portas de metal de fundo locais, permitindo aos pesquisadores modular o acoplamento entre ressonadores em diferentes faixas de frequência. Eles observaram a divisão de modo de cada ressonador vizinho, que estão fortemente acoplados. Os resultados fornecem a base para o acoplamento entre o primeiro e o terceiro ressonador. Quando a frequência ressonante do ressonador central é sintonizada próxima à dos ressonadores laterais, a divisão de modo alto pode ser observada. Eles descobriram que a divisão pode ser ajustada por meio da frequência ressonante do ressonador central.

p Este fenômeno é semelhante ao processo Raman em óptica. O ressonador central pode ser considerado um estado mediador, os modos de fônons de ressonadores laterais podem alcançar um acoplamento efetivo por meio da troca de fônons virtuais com o estado de mediação (Fig. 1). Usando o modelo teórico do processo Raman óptico, eles encontraram a relação entre a força de acoplamento efetiva e a desafinação. Os dados do experimento concordam bem com os resultados teóricos.

p O estudo lança luz sobre os estudos de ressonadores nanomecânicos. Com o desenvolvimento dos estudos sobre o resfriamento dos estados de fônon, este trabalho fornece a base para o armazenamento e transferência de informações quânticas por meio de modos de fônon.