Minimal resonator loss for circuit quantum electrodynamics
在毫开尔文温度下，NbTiN超导谐振器的单光子能级品质因数为500 × 10 ^3。这一结果源于NbTiN的固有低介电损耗，如通过与Ta的比较以及通过去除介电衬底的不必要部分所证明的。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Millikelvin Nb nanoSQUID-embedded tuneable resonator fabricated with a neon focused-ion-beam
本文提出一种利用氖聚焦离子束制备的铌纳米SQUID嵌入式谐振器，在16 mK下实现频率可调，并表征其磁通灵敏度及噪声来源，展示了其在混合超导-自旋应用中的潜力。
2025-01-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Thin film dielectric microstrip kinetic inductance detectors
微波动力学电感探测器（MKID）是一种低温探测器，在微波频率下表现出固有的频域多路复用。我们提出了第一个理论和测量的MKID基于微带传输线谐振器。这些谐振器的介电损耗和噪声特性的一个完整的表征进行，并同意与导出的理论。已经证明了在1 Hz时具有5 $\times10^{-17}$ W Hz $^{-1/2}$的竞争性噪声等效功率。该谐振器表现出已知的具有沉积薄膜电介质的微带谐振器中的最高品质因数。
2010-02-01 cond-mat.supr-con
Broadband Sample Holder for Microwave Spectroscopy of Superconducting Qubits
我们提出了一个实用的设计和实现的宽带样品架，适用于微波实验与超导集成电路在毫开尔文温度。建议的设计可以很容易地集成在标准稀释低温恒温器中，在0至32 GHz的频率范围内具有平坦的通带响应，允许对基板尺寸高达4x4 mm的样品进行RF测试。通过设计考虑，分析并防止了支架结构中的寄生高模干扰。所开发的装置可用于表征超导参量放大器，测辐射热计和量子比特。我们通过在20 mK温度下表征超导通量量子比特来测试所设计的样品保持器。
2014-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear Dielectric Microwave Losses in MgO Substrates
本文用带状线谐振器研究了MgO衬底上九种YBa_2Cu_3 O_（7-d）外延薄膜在频率f=2.3-11.2GHz、温度T=1. 7 K-Tc时的非线性表面阻抗和双音互调失真。当T<20 K时，微波电场增大到100 V/m时，功率损耗降低了一个数量级，而电抗Xs只表现出微弱的增加。损耗的最小值与互调信号中的平台相关。MgO上的Nb膜观察到相同的特征。反常响应是由于衬底中的非线性介电损耗，这可以用缺陷偶极弛豫来描述。
2002-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Precision microwave dielectric and magnetic susceptibility measurements of correlated electronic materials using superconducting cavities
我们分析了微波谐振腔微扰方法，并表明该技术是一种优秀的，精确的方法来研究动态磁和介电响应的$GHz$频率范围内。使用超导腔，我们获得了非常高的精度和灵敏度的相对变化的测量。介绍了一种动态电磁磁化率$\tildeζ(T)=ζ^{\prime}+iζ^{\prime \prime}$，它是由谐振腔谐振频率的偏移量$δf$和品质因数$Q$测量得到的。我们专注于放置在圆柱形谐振腔中心的$TE_{011}$模式的球形样品的情况下。根据样品特性，可以从$\tildeζ_{H}$中提取磁导率$\tildeμ$、介电常数$\tildeε$和复电导率$\tildeσ$。给出了腔体扰动的全球面波分析。这种分析导致了在新型低维材料中观察到新的现象。
2000-01-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microwave probing of bulk dielectrics using superconducting coplanar resonators in distant-flip-chip geometry
在低温下对绝缘材料进行介电测量可能具有挑战性，具体取决于所关注的频率和温度范围。我们提出了一种技术来研究在GHz频率的体介电常数。超导共面Nb谐振器直接沉积在感兴趣的材料上，然后用微波馈线在单独的芯片上以远距离倒装芯片几何形状探测该谐振器。评估谐振器的几个谐波可以获得各种探测频率，在本研究中高达20 GHz。我们展示了三种不同的材料（MgO，LaAlO3和TiO 2），在1.4 K和7 K之间的温度下的技术。
2019-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Characterizing the attenuation of coaxial and rectangular microwave-frequency waveguides at cryogenic temperatures
对于任何低温固态实现的量子信息处理器，在超过芯片级的距离上进行量子通信都需要低损耗波导。我们测量和分析市售微波频率波导的衰减常数下降到毫开尔文温度和单光子水平。更具体地说，我们的特点的范围内的同轴和矩形微波波导下降到$0.005\,\rm{dB}/\rm{m}$使用谐振腔技术的频率相关的损失。通过测量介质波导材料的内部品质因数，并与已建立的损耗模型进行比较，研究了常用介质波导材料的损耗角正切和相对介电常数。我们的表征的结果是相关的准确预测的信号水平在输入的低温设备，减少任何检测链中的损失，并估计在低温系统中的信号耗散引起的热负荷。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Characterizing dielectric properties of ultra-thin films using superconducting coplanar microwave resonators
我们提出了一种实验方法，用于低温下超薄绝缘膜的介电测量。基于共面微波波导设计，我们实现了超导四分之一波谐振器与电感耦合，这使我们能够确定在GHz频率和样品厚度下降到几个纳米的介电函数的实部$\varepsilon_1$。我们进行模拟，以优化谐振器的耦合和灵敏度，我们证明了量化$\varepsilon_1$的可能性与保角映射技术在宽样品厚度和$\varepsilon_1$制度。在实验上，我们确定$\varepsilon_1$的各种薄膜样品（光刻胶，MgF $_2$，和SiO $_2$）在nm的厚度制度高达$μm$。我们找到了良好的对应关系与名义值，我们确定我们的主要误差源的膜厚的精度。此外，我们提出了一个SrTiO $_3$体样品的温度依赖性的测量，使用原位参考方法来补偿超导谐振器性能的温度依赖性。
2019-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Tunable Superconducting Josephson Dielectric Metamaterial
我们展示了一种基于约瑟夫森效应的具有可调特性的低耗散电介质超材料。加载有规则间隔的约瑟夫森结（$I_c \approx 0.25$ $μ$ A）的超导导线跨越K波段波导并且与微波电场对准，从而产生超导电介质超材料。外加直流电流调谐这种独特的电超材料的截止频率和有效介电常数。计算结果与微波在人工介质中传输的解析模型一致。
2019-11-01 cond-mat.supr-con nlin.CD physics.app-ph
Cryogenic growth of aluminum: structural morphology, optical properties, superconductivity and microwave dielectric loss
University of California, Santa Barbara（加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
研究低温下铝薄膜的分子束外延生长，发现低温生长增加结构无序，改变铝的光学、电学和超导性质，并发现小晶粒尺寸增强超导性，同时制备超导微波谐振腔发现双能级系统损耗主导。
2025-10-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Onset of dielectric modes at 110K and 60K due to local lattice distortions in non-superconducting YBa_{2}Cu_{3}O_{6.0} crystals
本文报道了非超导YBa_{2} Cu_{3} O_{6.0}晶体在110 K和60 K微波响应中的两个介电跃迁。过渡的特征在于极化率的变化和存在的损耗峰，与过阻尼介电模式。一个解释是在Ba-O层中的顶端O原子的极化率的变化，在110 K的晶格软化的影响，由于在Cu-O层的屈曲的变化。在60 K的另一个模式的发病强烈建议在此温度下的额外的本地晶格变化。因此，微波介电测量是晶格软化的敏感指标，这可能与超导性有关。
2000-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microwave Hall measurements using a circularly polarized dielectric cavity
本研究研发高品质因数圆极化金红石介质腔，建立基于腔微扰技术的小型金属单晶微波霍尔电导率测量新方法，经低温铋单晶测试验证灵敏度显著提升，为探索新型拓扑量子现象开辟路径。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of individual vortex penetration in a coplanar superconducting resonator
The University of Tokyo（东京大学）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究通过微波谐振腔观测并操控单个Abrikosov涡流，揭示了涡流在狭窄区域的穿透机制，并验证了其可控性。
2026-09-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Recent developments in the characterization of superconducting films by microwaves
我们描述和分析选定的表面阻抗数据最近获得的不同组的铜酸盐，benate和二硼化物超导膜的金属和电介质基板上的基础研究和微波应用。讨论包括第一次审查微波数据MgB 2，RABiTS型YBa 2Cu 3 O 7-d磁带的弱链接行为，并观察到一个强大的异常功率依赖性的微波损耗在MgO在低温下。我们演示了如何微波测量可以用来调查电子，磁性和介电损耗和弛豫的薄膜和基板。这些研究的影响从微观信息的提取到材料工程，再到电力系统和通信技术的应用。
2001-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ge thin-films with tantalum diffusion-barriers for use in Nb-based superconductor technology
锗薄膜在超导微波谐振器中用作低损耗电介质、在微波和约瑟夫森结器件中用作低损耗层间金属布线电介质以及用作钝化层等方面都是很好的选择。在400 °C下沉积的Ge/Nb结构中，我们观察到多达20 nm的混合。添加10 nm Ta扩散阻挡层将超导体/电介质混合减少到小于5 nm，并基于拉曼光谱增强沉积的a-Ge层的结构特性。此外，超导微波谐振器在室温下与Ta阻挡层的晶体Ge衬底上制作的总的和功率依赖的两个级别的系统微波损耗显着改善。
2021-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Nonlinear Surface Resistance of YBa2Cu3O7-x Superconducting Thin Films on MgO Substrates in Dielectric Resonator at Ultra High Frequencies
在Hakki-Coleman介质谐振器中研究了MgO基YBa_2Cu_3 O_（7-x）超导薄膜在12 ~ 85 K温度范围内，微波信号功率为-18 ~+30 dBm，频率为25 GHz时的非线性表面电阻Rs。测量了YBa_2Cu_3 O_（7-x）超导薄膜的微波表面电阻随温度RS（T）的变化。在T = 25 K和T = 50 K两个温度下，研究了YBa_2Cu_3 O_（7-x）超导薄膜的微波表面电阻与微波功率的关系。推导了表面电阻RS测量精度的完整表达式，并将测量精度设为1%。讨论了可用于解释实验结果的物理机制。结果表明，当微波信号功率P增加到8 dBm以上时，高温超导薄膜亚表面层的相变导致表面电阻Rs非线性增加，并伴随着Abricosov和Josephson磁涡的产生.它是假设，一些额外的能量损失的地方，因为微波功率耗散的正常金属芯的磁涡旋。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Landau-Zener population control and dipole measurement of a two level system bath
超导二能级系统（TLS）是超导体中的一个重要组成部分，近年来，人们对它进行了深入的研究。根据Burin \textit{et al.}的最新理论，如果暴露于同时场，则任何非晶电介质的TLS浴经历朗道-齐纳跃迁的分布。在这个实验中，我们使用超导谐振器测量毫开尔文温度下的非晶绝缘膜，使用微波场和扫频电场偏置。我们发现，微波光子的最大介电损耗与同时场近似相同的平衡态，在一般的材料理论。此外，我们发现，损失取决于字段的方式，允许单独提取的TLS浴偶极矩和态密度。这种方法允许在一组不同的无序薄膜的TLS偶极矩的研究，并提供了一种技术，连续反转其人口。
2014-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
On-chip microwave sensing of quasiparticles in tantalum superconducting circuits on silicon for scalable quantum technologies
本文通过片上微波传感技术，在硅上α-钽超导谐振器中测量准粒子，发现其密度约为NbN的三分之一，为可扩展量子技术提供了降低损耗的新途径。
2025-09-09 cond-mat.supr-con cs.ET cs.SY
