Fabrication and surface treatment of electron-beam evaporated niobium for low-loss coplanar waveguide resonators
我们描述了在超高真空条件下沉积的低损耗电子束蒸发铌薄膜。慢沉积产生具有高超导转变温度（$9.20 \pm 0.06 \rm ~K$）以及剩余电阻率比$4.8$的膜。我们制作的薄膜共面波导谐振器提取的固有损耗，由于存在两个层次的系统波动，使用微波测量。对于共面波导谐振腔间隙的$2~μ\rm m$，薄膜表现出填充因子调整的两级系统损耗角正切低至$1.5 \times 10^{-7}$与单光子制度的内部品质因数超过一百万后，去除原生表面氧化物的铌。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Optimized Coplanar Waveguide Resonators for a Superconductor-Atom Interface
本文设计并表征了用于超导量子电路与单个里德伯原子强耦合的共面波导腔，通过厚膜铜电极增强零点电场并降低芯片加热，有望实现腔QED强耦合极限。
2016-08-17 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Magnetic field tuning of coplanar waveguide resonators
我们描述了用于量子比特实验的微波共面谐振器的测量。谐振器已经被图案化到蓝宝石和硅衬底上，并且已经观察到超过一百万的品质因数。谐振频率对垂直于薄膜平面施加的磁场具有很高的灵敏度，基波、二次谐波和三次谐波具有二次依赖性。可以获得数百个线宽的频移。
2008-06-27 cond-mat.supr-con
Nonlinearities and Parametric Amplification in Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
本文报道了超导铌共面波导谐振器非线性特性的实验研究。由于中心导体的电流依赖的动力学电感的非线性是足够强的实现非线性振荡器的分叉。当用两个接近分叉阈值的频率驱动时，观察到增益为+22.4 dB的参量放大。
2007-05-11 cond-mat.supr-con
Nanometric constrictions in superconducting coplanar waveguide resonators
我们报告了具有纳米尺度收缩的超导共面波导谐振器的设计、制造和表征。通过将中心线的尺寸减小到50 nm，射频电流被集中，并且其附近的磁场增加。该装置的特性仅略有修改的收缩，与谐振频率的变化低于1%和内部品质因数的相同数量级的原始的。这些器件可以实现对小磁性样品甚至单分子自旋的更高耦合，并在电路量子电动力学，量子计算和电子顺磁共振中具有应用。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Noise Properties of Superconducting Coplanar Waveguide Microwave Resonators
我们测量了薄膜超导共面波导谐振器的噪声。这种噪声完全表现为相位噪声，相当于谐振频率的抖动。相比之下，在我们测量的灵敏度下没有观察到振幅波动。相位和幅度方向上的噪声功率之间的比率很大，超过30 dB。这些结果对探测器、放大器和量子比特等各种器件的共振读出具有重要意义。我们认为相位噪声是由于介电材料中的二能级系统。
2007-02-02 cond-mat.supr-con
Temperature Dependence of the Frequency and Noise of Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
我们目前的测量温度和功率的依赖性的超导铌薄膜共面波导谐振器的谐振频率和频率噪声，进行远低于超导转变（T_{c} =9.2 K）的温度。当温度从120 mK增加到1200 mK时，噪声降低了近两个数量级，而在此范围内，谐振频率随温度的变化与非晶半导体的标准二能级系统（TLS）模型一致.这些结果支持了TLS是超导微谐振器中噪声的原因的假设，并对量子比特和光子探测器等谐振器应用具有重要意义。
2008-02-28 cond-mat.supr-con
Effects of device geometry and material properties on dielectric losses in superconducting coplanar-waveguide resonators
超导共面波导（CPW）谐振器是电路量子电动力学（cQED）的关键器件之一。它们的性能可能受到衬底和材料界面中的介电损耗的限制。可靠的建模是必需的，以帮助在cQED的低损耗CPW结构的设计。我们分析了几何依赖的介质损耗在CPW结构中使用有限元建模的参与率的损耗区域。在实际情况下，这些区域的介电常数和损耗角正切的不确定性在理论预测的参与率中引入了不确定性。我们提出了一种方法相结合的两级系统限制的品质因数和共面波导谐振器的谐振频率的测量损耗模拟。也就是说，我们解决了一个反问题，找到模型参数产生的测量值。高品质因数是通过适当地设计的共面波导结构的横截面几何形状，但更准确的建模和低损耗共面波导谐振器的设计方法，需要未来的重大改进。我们的非线性优化方法解决上述反问题是在这个方向上的一步。
2020-08-10 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Current and Magnetic Field Dependences of a Superconducting Coplanar Waveguide Resonator
我们制作了带有直流偏压引线的超导共面波导谐振器，使直流偏压下的交流电导率测量成为可能。的电流和磁场依赖性的谐振特性进行了测量，并观察到作为直流驱动电流的函数的滞后行为。通过考虑涡流的运动和直流电流对序参量的抑制，可以理解所观察到的品质因数倒数和中心频率的偏移。研究表明，强钉扎涡对中心频率的影响很小，但对品质因数的影响很大。我们的研究结果表明，一个准确的理解驱动涡的动力学是必不可少的，当我们试图控制的共振性能与高精度。
2018-05-14 cond-mat.supr-con
Losses in coplanar waveguide resonators at millikelvin temperatures
本文研究了一组λ/2共面波导谐振器在毫开尔文温度（20 mK -900 mK）和不同外加功率（3E-19 W -1 E-12 W）下的损耗率。在临界功率以下，损耗率变得与功率无关。对于固定的功率，损耗率随温度的降低而显著增加。我们表明，这种行为可以引起周围的电介质材料中的两个级别的系统。有趣的是，对于不同的材料组合，两能级系统的影响具有相同的数量级。这导致了这样的假设，即这些两能级系统的性质是物质独立的。
2009-11-01 cond-mat.supr-con
Field-resilient superconducting coplanar waveguide resonators made of Nb, NbTi, and NbTiN
该研究制备并表征了Nb、NbTi和NbTiN超导共面波导谐振器，发现45纳米厚NbTi在0.4 T磁场下保持高内品质因子，兼具高Qi与强磁场鲁棒性，是抗磁场谐振器的实用材料平台。
2025-09-25 cond-mat.supr-con
Coplanar Waveguide Resonators for Circuit Quantum Electrodynamics
我们设计并制作了超导共面波导谐振器，其基频从2到$9 \rm{GHz}$，在$20 \rm{mK}$的温度下，加载的品质因数从几百到几十万。加载的品质因数由适当设计的输入和输出耦合电容器控制。利用集总元件模型和分布元件传输矩阵法对测量的透射谱进行了分析。实验确定的谐振频率，品质因数和插入损耗的特点是充分和一致的所有测量设备的两个模型。这种谐振器在量子光学和利用超导电子电路的量子信息处理以及单光子探测器和参量放大器中有着突出的应用。
2008-07-25 cond-mat.supr-con
Study of loss in superconducting coplanar waveguide resonators
超导共面波导（SCPW）谐振器由于其平面几何结构和相对于普通金属的高品质因数而具有广泛的应用。然而，它们的性能对它们的几何形状的细节以及它们的制造中使用的材料和工艺都很敏感。在本文中，我们研究了SCPW谐振器的性能依赖于材料和几何形状的温度和激励功率的函数。我们测量的品质因数大于$2\times10^6$在高激发功率和$6\times10^5$的功率相当于由一个单一的微波光子在谐振器中循环产生的。我们研究的限制，谐振器的高激发功率性能，并发现它是一致的辐射损耗的模型。我们进一步观察到，虽然在所有情况下，随着温度和功率由于介电损耗而降低，品质因数劣化，但是这种效应的大小取决于谐振器材料和几何形状。最后，我们证明，介电损耗可以控制在原则上使用一个单独的激励附近的谐振器的谐振频率。
2011-01-04 cond-mat.supr-con
Inductances and attenuation constant for a thin-film superconducting coplanar waveguide resonator
对由载流中心导体、相邻缝隙和接地层组成的薄膜超导共面波导谐振器的几何电感、动力电感、总电感和衰减常数进行了理论分析。分析集中在膜的厚度$d$服从$d < 2λ$（$λ$是伦敦渗透深度），其材料特性的特点是由二维屏蔽长度$Λ= 2 λ^2/d$。引入一个截止程序，保证在中心导体和接地层的电流的大小是相等的，新的和更简单的结果获得的动态电感和衰减常数小$Λ$。精确的结果为任意$Λ$的几何，动力学和总电感的限制微小的槽宽，和近似的结果为任意槽宽。
2012-10-22 cond-mat.supr-con
Fabrication and Characterization of Magnetic-Field-Resilient MoRe Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
具有磁场弹性的超导共面波导谐振器是研制各种量子比特的集成量子线路和量子存储器件的基础。钼铼（MoRe）是一种无序的超导合金，与石墨烯和碳纳米管（CNT）形成高度透明的接触，将是实现与石墨烯和CNT基纳米混合量子位相结合的场弹性SCPW谐振器的有前途的平台。我们制作了MoRe SCPW谐振器，并研究了它们随温度和外加磁场变化的微波传输特性。我们的观察结果表明，MoRe膜的厚度是一个关键参数，决定下临界场，动力学电感，和SCPW谐振器的特性阻抗，导致急剧变化的品质因数和谐振频率。其结果是，我们获得了最大值的$Q_{i} > 10^{4}$在平行磁场高达$B_{||} = 0.15$ T的27 nm厚的MoRe谐振器。我们的实验结果表明，MoRe SCPW谐振器将是有用的集成纳米混合自旋或门子量子比特和自旋系综量子存储器件的发展。
2022-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong coupling of Fe-Co alloy with ultralow damping to superconducting co-planar waveguide resonators
本文报道了金属铁磁Fe_（75）Co_（25）薄膜图形元件与超导Nb半波长共面波导（CPW）谐振器之间的强耦合。通过改变铁磁体的体积，我们证明了耦合率与自旋数的平方根成线性关系，并实现了超过700 MHz的耦合率，接近超强耦合制度。在保持恒定磁体积的情况下改变中心导体宽度的实验验证了减小中心导体宽度会增加耦合和协同性。我们的研究结果表明，耦合率的频率依赖性是线性的基本和高次奇次谐波的共面波导，但不同的效率。结果表明，平面超导谐振器/磁混合系统的缩放到更小的尺寸的承诺。
2021-02-01 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Power Handling and Responsivity of Submicron Wide Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
基于共面波导（CPW）的微波动力学电感探测器（MKID）的灵敏度需要至少提高一个数量级，以满足天基太赫兹天文学的要求。我们的目标是研究这是否可以通过将CPW的宽度减小到远低于通常使用光学光刻（> 1 μm）来实现。利用电子束光刻和反应离子刻蚀技术在NbTiN中制作了中心线宽为300 nm的共面波导谐振器。在一个系统的研究四分之一波长CPW谐振器具有不同的宽度，它示出的响应度，噪声和功率处理的行为作为宽度的函数继续下降到300 nm。这鼓励了使用Al的窄KID的开发，以提高其灵敏度。
2012-06-04 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Stepwise fabrication and optimization of coplanar waveguide resonator hybrid devices
本文通过逐步制备和低温测试两个超导共面波导谐振器，结合数值建模，研究了制备工艺与几何修改对GHz传输特性的影响，为碳纳米管微波光力学实验中的器件优化提供了依据。
2023-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Coupling ultracold atoms to a superconducting coplanar waveguide resonator
在集成原子芯片上实现了超冷$^87$ Rb基态原子与超导共面共振器的耦合。我们通过观察超精细跃迁频率的交流移动来测量腔中的微波场强度。测量的位移被用来重建在谐振腔中的场，在密切的协议与腔的传输测量，给出原子和谐振腔之间的耦合的证据。当驱动腔与原子共振时，我们观察到原子超精细态之间的拉比振荡，证明了通过腔场对原子态的相干控制。利用外加的射频观测双光子拉比振荡，可以在超导腔附近制备磁俘获相干叠加态，这是实现原子量子存储器所必需的。
2017-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Film-thickness dependence of 10 GHz Nb coplanar-waveguide resonators
我们研究了谐振频率为10-11 GHz的Nb λ/2共面波导（CPW）谐振器。谐振器具有不同的膜厚度，t=0.05、0.1、0.2和0.3 μ m。在低温T=0.02-5 K时，测量了散射矩阵元S_21，它是从一个端口到另一个端口的透射系数。在基础温度T=0.02-0.03 K时，谐振器过耦合到输入/输出微波线，并且加载的品质因数在10^3的量级。与电路模拟器的预测相比，谐振频率具有相当大的膜厚依赖性，电路模拟器仅考虑L_g来计算CPW的电感，其中L_g是由CPW几何形状确定的通常的磁电感。通过拟合理论S_21与频率的关系曲线，我们确定了每个膜厚的CPW的相速度，精度优于0.1%。大的膜厚依赖性必须是由于CPW中心导体的动态电感L_k。我们还测量了S_（21）在T=4-5 K范围内随温度的变化，并证实了L_k的厚度和温度依赖性与理论预测是一致的。
2009-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
