Brillouin scattering in bosonic systems
El precís guiament i control de les vibracions mecàniques en freqüències de MHz i GHz té aplicacions potencials al camp del processament de senyals, així com en la investigació fonamental a nivell quàntic. A nivell de mesoescala, les vibracions tèrmiques poden representar una font de soroll per a mo...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:275019 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/275019 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Dispersió de brillouin Dispersion de brillouin Brillouin scattering Cristalls fonònics Cristales fononicos Phononic crystals Topologia Topology Ciències Experimentals |
| Sumario: | El precís guiament i control de les vibracions mecàniques en freqüències de MHz i GHz té aplicacions potencials al camp del processament de senyals, així com en la investigació fonamental a nivell quàntic. A nivell de mesoescala, les vibracions tèrmiques poden representar una font de soroll per a molts fenòmens físics. Es pot aconseguir una enginyeria adequada de bretxes de banda de freqüència i modes guiats implementant materials periòdics. L'enfocament topològic més recent traduït a sistemes bosònics per guiar estats de vora immunes o robustos a la dispersió no desitjada també es basa en el disseny d'estructures periòdiques. En aquesta tesi es va cobrir el disseny i la caracterització experimental de guies d'ona fonòniques trivials, també anomenades guies d'ona de defecte, així com el disseny de guies d'ona topològiques fonòniques basades en l'analogia de l'efecte Hall d'espín quàntic (QSHE) i el efecte Hall de vall quàntica (QVHE). Per al cas de les guies d'ones trivials, primer informem la caracterització completa dels intervals de banda hipersònics amb un 64% de relació d'interval a interval mitjà. Es van emprar les mateixes estructures per construir guies d'ones de defecte en què va ser possible mesurar maneres guiades hipersòniques a temperatura ambient mesurant fonons excitats tèrmicament a l'estructura. Per a les guies d'ones topològiques, es van explorar les limitacions en el disseny relacionades amb l'anisotropia del material de silici i la tècnica particular de caracterització experimental implementada aquí. Utilitzant l'analogia del QSHE en sistemes bosònics, es va dissenyar un aïllador topològic híbrid fotònic-fotònic basat en un arranjament hexagonal de trèvols. El concepte de pseudospin s'il·lustra amb les maneres fonòniques topològiques de vora. Finalment, també s'explora l'anàleg del QVHE per dissenyar un vidre fonònic que admeti modes de vora topològics per sobre de 10 GHz. El paral·lel entre el silici isotròpic i anisotròpic es considera en aquest disseny per il·lustrar les limitacions geomètriques en el disseny del vidre fonònic topològic. |
|---|