Niobium stripline resonators for microwave studies on superconductors
微波波谱学是揭示超导体本征性质的有力实验工具。超导带状线谐振器，其中所研究的材料构成的接地平面之一，提供了一个高灵敏度的研究超导体样品。为了改进这种测量技术，我们研究了铌制成的带状线谐振器，并将结果与铅带状线谐振器进行了比较。用这种技术，我们能够确定铌的复电导率和能隙$Δ(0)=2.1$ meV的温度依赖性。最后，我们展示了使用铌带线谐振器在钽体样品的超导转变的测量。
2014-08-20 cond-mat.supr-con
Noise Induced Intermittency in a Superconducting Microwave Resonator
本文对集成微桥的NbN超导带线谐振器进行了实验和数值研究。我们发现系统对单色光激励的响应具有非线性，即噪声引起的稳态响应和极限环响应之间的跳跃。假设分段线性动力学的理论模型与实验结果部分一致。
2008-11-14 cond-mat.supr-con
Local Whole-Device Scanning of Distortion in Superconducting Microwave Resonators
用近场微波技术对Tl_2Ba_2CaCu_2O_8和YBa_2Cu_3O_7薄膜微波谐振器的二阶和三阶互调失真（IMD）进行了二维成像。结果表明，二阶和三阶IMD的空间分布并不完全相同，这表明物理机制在它们的产生中起着不同的作用。这项技术使调查的作用，这些机制。作为说明，描述了两个阶的磁通量的灵敏度，其中第二阶对磁通量密度更敏感。
2018-01-29 cond-mat.supr-con
Etch Induced Microwave Losses in Titanium Nitride Superconducting Resonators
研究了在硅基片上制作的共面波导氮化钛谐振器的微波损耗与图形化方法之间的关系。三种不同的方法进行了研究：基于氟和氯的反应离子蚀刻和氩离子磨。在高微波探头功率的反应蚀刻谐振器表现出较低的内部损耗，而离子研磨的样品表现出显着较高的损耗。在单光子功率下，我们发现氟蚀刻谐振器的损耗比氯蚀刻谐振器低得多。我们解释的结果，通过使用数值计算的填充因子，并发现硅表面表现出较高的损失时，氯蚀刻比氟蚀刻。我们还发现，从显微镜，再沉积的硅上的光刻胶和侧壁是可能的原因，观察到的高损耗的离子铣削谐振器
2012-05-14 cond-mat.supr-con
Evidence of a nonequilibrium distribution of quasiparticles in the microwave response of a superconducting aluminium resonator
在超导体中，能量低于超导能隙的光子的吸收导致准粒子在能量上的重新分布，从而引起强的非平衡准粒子能量分布。我们测量了超导铝微波谐振器的电动力学响应、品质因数和谐振频率随微波功率和温度的变化。低于200 mK，品质因数和谐振频率都随着微波功率的增加而降低，这与由于微波吸收而产生的过量准粒子一致。与直觉相反，在200 mK以上，品质因数和谐振频率随着功率的增加而增加。我们证明了这种效应只能通过非热准粒子分布来理解。
2014-01-09 cond-mat.supr-con
Observation of Bifurcations and Hysteresis in Nonlinear NbN Superconducting Microwave Resonators
本文报道了在NbN超导带线微波谐振器的谐振曲线上测量到的一些异常的非线性动力学。在观察到的非线性中：在相对低的输入功率下谐振响应中的突变分叉、不对称谐振、谐振频带内的多次跳跃、谐振频率漂移、频率滞后、改变方向的滞后环和临界耦合现象。NbN晶粒结构中的薄弱环节被假设为非线性的来源。
2005-01-10 cond-mat.supr-con
Superconducting Pb stripline resonators in parallel magnetic field and their application for microwave spectroscopy
平面超导微波谐振器是各种技术应用中的关键元件，并且还用作各种感兴趣材料的微波光谱学的灵敏探针。在这里，超导Pb是作为微波带状线谐振器的基础的合适材料。为了在可变磁场中（例如在ESR中）利用Pb带状线谐振器，必须很好地理解这种谐振器在有限磁场中的电动力学。因此，我们进行了微波传输测量超导铅带线谐振器在可变的，平行磁场。我们测定了超导铅的表面电阻、穿透深度以及复电导率的实部和虚部σ $_1$和σ $_2$随磁场的变化。在这里，我们发现的功能，让人想起那些在温度相关的测量，如最大的σ $_1$（相干峰）。在磁场以上的临界场的I型超导体，我们仍然发现低损耗的微波响应，我们分配到剩余的超导体中的细丝的形式在铅。一旦扫过的磁场超过临界磁场，在谐振的品质因数中发现滞后效应。这是由于正常的导电区域被钉扎，因此可以持续在超导阶段。除了零场冷却，我们还展示了一种替代方法，即使在T<T $_c$也能消除这些。基于我们的微波数据，我们确定了Pb在1.6 K ~ 6.5 K温度范围内，磁场高达140 mT的临界磁场和临界温度，与BCS预测结果吻合较好。我们研究了Sn样品在Pb谐振器中的应用，以证明超导Pb带线谐振器在变磁场中对其他（超导）材料的实验研究中的适用性。
2016-10-10 cond-mat.supr-con
Improving the performance of superconducting microwave resonators in magnetic fields
用于电路量子电动力学和动力学电感检测器的超导共面波导腔在垂直磁场中的操作通常由于能量耗散Abrikosov涡旋而导致器件性能的降低。我们在4.2K下通过透射光谱测量，实验研究了具有不同空间分布的微图案钉扎位置（反点）的Nb谐振器中的涡旋诱导能量损失。与没有反点的谐振器相比，我们发现涡流引起的损耗显著降低，从而在中等场的宽频率范围和施加功率上增加了品质因数。
2011-01-17 cond-mat.supr-con
Intermodulation Gain in Nonlinear NbN Superconducting Microwave Resonators
本文报道了NbN超导带线谐振器互调增益的测量。在互调测量中，我们将两个不相等的音调注入振荡器，泵浦和信号，两者都位于谐振带内。在反射泵浦的不稳定性开始时，我们获得了闲频和反射信号的同时增益。在这两种情况下测得的增益可以高达15 dB，而据我们所知，在超导谐振器中大于1的互调增益在科学文献中还没有报道过。
2005-07-03 cond-mat.supr-con
Microwave resonator for measuring time-reversal symmetry breaking at cryogenic temperatures
本文提出基于TE₁₁₁腔谐振器的微波测量方案，可在20mK低温下检测非常规超导体的TRSB效应，完成系统集成验证并展示了相关材料测试与性能数据。
2025-07-29 cond-mat.supr-con
Relaxation of Microwave Nonlinearity in a Cuprate Superconducting Resonator
用三个输入音同步测量了超导YBa_2Cu_3O_7薄膜谐振器的二阶和三阶非线性微波响应。这种技术允许本地测量，因此映射，内部的谐振器的互调失真（IMD）。去除静态磁场后，用固定探头测量的2阶和3阶IMD以显著不同的方式松弛。二阶IMD通过两种不同的磁过程弛豫，一种是与体剩磁相关的快速过程，另一种是符合Bean和Livingston描述的缓慢过程。三阶IMD仅通过一个过程弛豫，这与控制二阶弛豫的两个过程不同。
2016-11-22 cond-mat.supr-con
Reducing vortex losses in superconducting microwave resonators with microsphere patterned antidot arrays
我们实验研究了铌共面波导谐振器中的涡旋引起的能量损失，有和没有准六边形阵列的纳米孔（antidot），其中大面积antidot图案已经制造使用自组装微球光刻。我们在温度T=4.2 K下，在B=27 mT的垂直磁场下，在磁场冷却和零场冷却过程中，在6.25和12.5 GHz附近进行了透射光谱实验。我们发现，反点阵列谐振器的引入减少了一个数量级以上的涡流引起的损失。
2011-10-28 cond-mat.supr-con
Unexpected Nonlinear Dynamics in NbN Superconducting Microwave Resonators
在这项工作中，我们描述了不寻常的非线性动力学的谐振响应，表现出我们的NbN超导微波谐振器，使用不同的操作条件。在相对低的输入功率（比Nb低2-4个数量级）下发生的非线性动态特性，其中包括谐振曲线中的分叉、磁滞回线和谐振频移，在本文中使用变化的温度、施加的磁场、白噪声和快速频率扫描来测量。基于这些测量结果，我们考虑了一个假设，根据该假设，在NbN颗粒边界形成弱连接的约瑟夫森结对所观察到的行为负责，并且我们表明大多数实验结果在定性上与这样的假设一致。
2005-04-22 cond-mat.supr-con
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
Microwave Nonlinearity and Photoresponse of Superconducting Resonators with Columnar Defect Micro-Channels
采用重离子辐照方法在LaAlO 3衬底上的YBa 2Cu 3 O 7-x薄膜上刻蚀出超导微波微带谐振器，并在谐振器中植入了纳米尺度的微通道。使用三种不同的离子注量，产生不同的柱密度，与对照样品相比，每种注量对装置的非线性具有连续更大的影响。用638 nm光栅激光束制成的光响应图像显示，通道是增强的光响应的位置和用于产生互调失真的热点。微波光响应技术也在这项工作中提出了通过研究耦合强度的电感和电阻组件之间的光响应分布的作用。
2014-08-12 cond-mat.supr-con
Superconducting microwave resonators with non-centrosymmetric nonlinearity
我们从理论和实验两方面研究了在中心导体的不同位置嵌入射频SQUID的开放式共面波导谐振器。这些rf SQUID可以通过外部磁场进行调谐，因此可以表现出具有抑制的克尔非线性的$χ^{(2)}$型非中心对称非线性。我们证明，这种非线性允许有效的混合的$λ/2$和$λ$模式在腔中，从而使各种参数效应与三波混频。这些效应是二次谐波产生、半色调产生、简并区和非简并区的参量放大以及简并区的退放大。
2022-04-21 cond-mat.supr-con
Superconducting boron doped nanocrystalline diamond microwave coplanar resonator
本文介绍了一种超导掺硼纳米金刚石（B-NCD）共面波导谐振器（CPR），用于在0.4 ~ 1.2GHz微波频率和低于3 K温度下测量动态电感（$L_k$）和穿透深度（$λ_{\rm{L}}$）。使用一个简化的有效的介质CPR的方法，这项工作表明，薄的颗粒状的B-NCD膜（$t\approx $ 500 nm）在Si上有一个大的渗透深度（$λ_{\rm{L}}\approx 4.3$至4.4 $μ$米），因此，相关的高动力学电感（$L_{k,\square} \approx $ 670至690 pH/ $\square$）。这些值远大于通常在单晶金刚石上获得的那些值，这可能是由于纳米晶体膜的显著粒度。基于测量的结构的Q因子，计算出的表面电阻在这个频率范围内被发现是低至$\approx$ 2至4 $μΩ$在$T<2$ K，表现出潜在的颗粒B-NCD高品质因数超导微波谐振器和高灵敏度的动力学电感探测器。
2022-02-27 cond-mat.supr-con
Harmonic generation from YBCO microwave resonators
测量了由薄膜YBa_2Cu_3O_7（YBCO）构成的悬置带状线微波谐振腔的谐波功率随温度和微波功率的变化。三次谐波功率P_3与基波功率P_1在对数-对数尺度上呈微弱的非线性关系。拟合到一条直线会产生1.5到3之间的P_3与P_1的斜率，这与预测斜率正好为3的基本计算相反。结果表明，三次谐波功率产生的高阶项的非线性阻抗可以解释的差异定量，而无需诉诸任何额外的特设假设。五次谐波功率的测量结果作为确认。一个小的二次谐波功率也观察到，不显示异常的实验精度内的功率依赖。
1999-04-06 cond-mat.supr-con
Ultra-Broadband Microwave Frequency-Comb Generation in Superconducting Resonators
我们在T=3 K的超导半波谐振器中产生了0.5 ~ 20 GHz的频率梳。氮化钛薄膜由于其低损耗、高非线性、低频率色散和高临界温度而使这一发展成为可能。梳状波在泵浦频率的倍数附近成核为边带。允许的频率发射的选择规则计算使用微扰理论和测量的频谱示出同意的理论。边带间距测量精确到1千万分之一。边带合并成一个连续的梳状结构，已经观察到覆盖至少6个倍频程的频率。
2014-07-03 cond-mat.supr-con
The scattering coefficients of superconducting microwave resonators: II. System-bath approach
本文描述了一种统一的量子方法来分析各种几何形状的超导微波谐振器的散射系数。我们还将该方法推广到具有时间延迟的谐振腔链，并揭示了几个类似于光子晶体的输运性质。结果表明，量子和经典分析提供了一致的结果，它们共同揭示了不同的衰减和退相干机制在一个普通的微波谐振腔。这些结果为理解微波谐振器网络的散射谱奠定了坚实的基础，并为超导微波谐振器在复杂电路中的应用铺平了道路。
2022-02-22 cond-mat.supr-con quant-ph
The scattering coefficients of superconducting microwave resonators: I. Transfer-matrix approach
我们描述了一个统一的经典方法来分析超导微波谐振器的散射系数与各种几何形状。为了填补实验和理论之间的差距，我们还考虑了小电路的不对称性和馈线的有限长度的影响，并描述了一个程序，以纠正他们在典型的测量结果。我们表明，类似的衣架型谐振器的透射系数，项链或桥式谐振器的反射系数也包含一个参考点，它可以用来表征微波谐振器的电性能在一个单一的步骤。我们的研究结果提供了一个全面的了解超导微波谐振器的设计概念的表征细节。
2022-02-22 cond-mat.supr-con quant-ph
A microwave transducer for a nano mechnical resonator
给出了基于共面微波腔电容耦合纳米机械谐振器测量方案的量子主方程描述。该系统具有丰富的分岔结构，类似于非线性光学中的次/二次谐波产生。我们展示了它是如何被配置为一个分叉放大器传感器弱力检测。
2007-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fast tunable high Q-factor superconducting microwave resonators
我们提出了快速可调谐超导微波谐振器的蓝宝石衬底上的平面NbN制作。$3λ/4$波长谐振器为音叉形状，并通过直流电流进行调谐，该直流电流控制音叉叉尖的动态电感。开路端的$λ/4$部分作为集成阻抗转换器工作，在直流端子耦合点处对微波电流产生近乎完美的短路，从而防止微波能量通过直流线路泄漏。我们在整个调谐范围内测量内部品质因数$Q_{\rm int}>10{^{5}}$。我们证明了$> 3\%$的调谐范围和调谐响应时间短至20 ns的最大可实现的失谐。由于准分形设计，谐振器对高达0.5 T的磁场具有弹性。
2020-05-02 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Escape rate of metastable states in a driven NbN superconducting microwave resonator
研究了非线性NbN超导微波谐振腔的热不稳定性和局部热点的形成。白噪声注入谐振器的结果之间的过渡亚稳态通过一个过程，包括两个阶段。在第一阶段，进入系统的输入噪声引起谐振器模式的波动。而在第二种情况下，这些模式的波动导致热点的相变，由于诱导的温度波动。理论上计算了相关的噪声激活逃逸率，并通过驱动系统进入随机共振进行了实验测量。理论和实验的比较得出了部分一致的结论。
2006-07-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Microwave characterization of superconducting coplanar resonators made out of granular aluminium
本文设计并表征了不同氧含量的颗粒铝薄膜微波谐振器，提取了动能电感贡献，并发现低温下存在二能级系统，为MKIDs等器件设计提供参考。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Microwave-induced excess quasiparticles in superconducting resonators measured through correlated conductivity fluctuations
我们测量了铝超导微波谐振腔中的准粒子数和寿命。当微波功率降低6 dB时，160 mK以下的过剩准粒子数从72减少到17 $μ$ m $^{-3}$.准粒子的寿命相应地增加从1.4到3.5毫秒。这些属性的超导体的测量通过光谱的相关波动的准粒子系统和冷凝物的超导体，这显示在谐振器的振幅和相位分别。由于不相关的噪声源消失了，超导体中的涨落可以用接近真空噪声的灵敏度来研究。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Improving the Quality Factor of Microwave Compact Resonators by Optimizing their Geometrical Parameters
量子信息处理和光子探测器的应用正在刺激一场生产尽可能高的品质因数的片上超导微波谐振器的竞赛。我们已经测试了表面为主的损失假设，通过系统地研究的作用，几何参数的内部品质因数的紧凑型谐振器图案在蓝宝石上的铌。它们的单光子内部品质因数随电容指之间的距离、电容指的宽度和谐振器的阻抗而增加。T = 200 mK时，品质因数从210，000提高到500，000。所有这些结果都与我们最初的假设一致。
2012-06-05 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting atomic contacts inductively coupled to a microwave resonator
我们描述和表征的微波装置探测超导原子接触的Andreev水平。接触件是感应耦合到超导共面谐振器的超导回路的一部分。通过监测接近其谐振频率的谐振器反射系数作为通过回路的通量和第二音调的频率的函数，我们执行接触的高透射通道的两个Andreev水平之间的过渡的光谱学。结果表明，如何执行这些状态的相干操纵。
2014-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear Response of HTSC Thin Film Microwave Resonators in an Applied DC Magnetic Field
在与微波场大小相当的垂直直流磁场作用下，用悬线谐振器测量了图案化YBCO薄膜的非线性微波表面阻抗。发现即使对于相对低的微波功率水平，也不存在原始状态的签名。微波损耗最初被发现在再次增加之前对于小的施加的DC场降低。此外，在样品中固有的非线性被发现在这些应用领域的低功率基本上被抑制。这两个特征一起可以导致器件性能的显著改善。
1996-08-31 cond-mat.supr-con supr-con
Spatial correlation of linear and nonlinear electron transport in superconducting microwave resonator: laser scanning microscopy analysis
利用激光扫描显微镜（LSM）的空间分辨技术，对超导谐振器中射频电流J $_RF$（x，y）、电阻耗散面积和微波非线性源的空间变化进行了同步成像。在低于Tc的不同温度下，用LSM方法研究了弯曲条形YBCO/LAO超导谐振器中这些线性和NL微波特性随射频功率的空间演化。在微米级的空间分辨率下，详细分析了双畴结构和超导带线边缘J $_RF$（x，y）峰对NL特性的影响。结果表明，微波负激光的主要来源是电阻性的
2007-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiplexed microwave resonators by frequency comb spectroscopy
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（纳米科学研究所-意大利国家研究委员会及比萨高等师范学院）；VTT, Technical Research Centre of Finland Ltd（芬兰技术研究中心有限公司）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）
利用频率梳光谱学技术，实现多路微波谐振腔的同时探测与频率多路复用，展示了在不同温度环境下谐振器品质因子估计的等价性。
2026-02-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Resonant and off-resonant microwave signal manipulation in coupled superconducting resonators
我们提出了一个实验演示，以及一个理论模型的集成电路设计的微波场的操作下降到单光子水平。所述装置由经由第二频率可调谐谐振器耦合到传输线的超导谐振器制成。可调谐谐振器可以用作固定谐振器和传输线之间的可调谐耦合器。此外，两个谐振器之间的微波场的操纵是可能的。特别是，我们证明了交换的字段从一个谐振器到另一个通过脉冲的两个谐振器之间的频率失谐。系统的行为，这决定了如何可以操作的设备，分析作为一个功能的一个关键参数的系统，耦合谐振器的阻尼比。我们表现出良好的协议之间的实验和模拟，实现了通过求解一组耦合微分方程。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Storage and on-demand release of microwaves using superconducting resonators with tunable coupling
我们提出了一个系统，它允许调谐超导谐振器和传输线之间的耦合。该存储谐振器通过第二耦合谐振器寻址，该第二耦合谐振器是频率可调谐的并且由施加到超导量子干涉器件（SQUID）的磁通量控制。我们的实验表明，存储谐振器的寿命可以调谐超过三个数量级。当耦合谐振器处于非谐振状态时，场的存储时间为18 μs，而当耦合谐振器处于谐振状态时，场的释放时间为14 ns。该设备允许以可调速率捕获、存储和按需释放微波。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum entanglement between a nonlinear nanomechanical resonator and a microwave field
我们考虑一个理论模型的非线性纳米机械谐振器耦合到超导微波谐振器。纳米机械谐振器以其谐振频率的两倍被参数化地驱动，而超导微波谐振器以频率相差等于参数化驱动频率的量的两个音调被驱动。我们证明了该系统的半经典近似具有一个有趣的不动点分支结构。在半经典动力学中，从稳定的不动点到极限环的过渡被观察到，从正到负的失谐。我们发现，这种分叉结构的签名也存在于全耗散量子系统，并进一步表明，它导致的纳米机械谐振器和微波腔之间的混合态纠缠的耗散量子系统，是一个最大的接近半经典分岔。给出了半经典极限环的量子签名。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable coupling of transmission-line microwave resonators mediated by an rf SQUID
我们实现了两个超导传输线谐振器之间的可调谐耦合。该耦合由非滞后rf SQUID作为谐振器之间的磁通可调互感来介导。从光谱实验中观察到的模式距离，我们得到的耦合强度范围在-320 MHz和37 MHz之间。在耦合强度约为零的情况下，与耦合开启的情况相比，两个谐振器之间的微波功率交叉传输可以减少近四个数量级。此外，我们通过施加合适的附加驱动音观察到参量放大。
2015-08-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Efficient and robust analysis of complex scattering data under noise in microwave resonators
超导微波谐振器是一种可靠的电路，广泛用于检测和材料研究的测试设备。可靠地确定其外部和内部品质因数对于许多现代应用至关重要，这些应用要么需要快速测量，要么在具有小信噪比的单光子状态下操作。在这里，我们使用的圆拟合技术与直径校正，并提供了一个循序渐进的指导实施算法的鲁棒拟合和校准的复杂谐振器散射数据中存在的噪声。通过采用代数而不是迭代拟合技术的谐振圆的加速和鲁棒性的分析。
2014-10-26 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Loss mechanisms in superconducting thin film microwave resonators
本文系统地分析了硅基铌薄膜超导共面波导微波谐振器的内部损耗。特别是，我们调查的Nb/Al界面的中心导体，这是重要的实验中，铝基约瑟夫森结集成到Nb基电路中引入的损耗。我们发现，这些接口可以是一个强大的源两级状态（TLS）的损失，当接口不位于当前节点的谐振器。除了TLS损耗之外，对于包括Al的谐振器，准粒子损耗在200 mK以上变得相关。最后，我们研究如何通过使用足够厚的基板或基板背面上具有高导电性的金属来最小化基板背面上的导电材料中的涡电流所产生的损耗。
2016-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave transmissions through superconducting coplanar waveguide resonators with different coupling configurations
在高纯硅衬底上设计并制作了两种不同耦合电容的超导铌共面波导微波谐振器。在20 mK的温度下测量它们的微波传输。结果表明，这两种谐振器具有明显不同的加载品质因数，一种是$5.6\times{10}^{3}$，另一种是$4.0\times{10}^{4}$。用经典的ABCD矩阵法对实测数据进行了拟合。我们发现，透射峰偏离标准洛仑兹的频率加宽。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Flux ramp modulation based hybrid microwave SQUID multiplexer
我们提出了一种混合微波SQUID多路复用器，它结合了两种频分复用技术，允许复用给定数量的低温探测器，只有一小部分的频率编码谐振器。类似于传统的微波SQUID复用，我们的复用器依赖于电感耦合的非滞后，未分流的rf-SQUID超导微波谐振器，以及施加通量斜坡调制输出信号线性化。然而，而不是利用每个SQUID一个谐振器，我们耦合多个SQUID到一个共同的读出谐振器和编码的SQUID输入信号的微波载波的边带通过改变每个SQUID的通量斜坡调制频率。我们证明了我们的方法使用的原型设备的适用性，并认为通过基本信息理论，我们的方法是特别适合于读出大型低温测辐射热计阵列。
2022-02-11 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Staggered quantum walks with superconducting microwave resonators
图上的交错量子行走模型由演化算子定义，该演化算子是与两个或更多个独立图镶嵌相关的局部算子的乘积。图的镶嵌是尊重邻域关系的节点集合的划分。使用Hadamard或Grover硬币的触发器硬币量子行走可以通过将硬币自由度转换为图中的额外节点来表示为交错量子行走。我们提出了一个实现的交错模型与超导微波谐振器，其中所需的本地操作提供的最近邻相互作用的谐振器耦合通过超导量子干涉器件。相互作用的可调谐性使该系统成为这类量子行走的优秀工具箱。我们专注于一维的情况下，并讨论其推广到一个更一般的类称为三角形自由图。
2016-09-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Towards carbon nanotube growth into superconducting microwave resonator geometries
悬浮碳纳米管的原位生长有利于未扰动的电子输运谱和高Q振动模式的观察。对于复杂的结构集成，例如，对于片上超导RF元件，选择经受住化学气相沉积（CVD）工艺的化学和物理抗性材料提供了挑战。我们演示了实现的双折射共面波导谐振器，表现出明确的谐振行为，在低温下，即使在已暴露于纳米管生长条件。将CVD之前和之后的MoRe装置的性质与参考铌装置进行比较。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
DC measurement of dressed states in a coupled 100~GHz resonator system using a single quasiparticle transistor as a sensitive microwave detector
我们报告在100 GHz左右的频率范围内的微波的片上检测。为了探测的目的，我们采用了一个离散的传输通道触发的超导单电子晶体管的准粒子的光子辅助隧穿。该技术被成功地应用于观察一个由超导共面谐振器耦合到量子约瑟夫森振荡器的cQED模型系统的缀饰态的光谱。缀饰态表现为典型的共振反交叉，在我们的例子中，对应于Jaynes-Cummings耦合强度g/pi~ 10 GHz的一个很宽的频率分裂。由于在所使用的非常透明的约瑟夫森结中的高衰减率γ ~20- 40 GHz，没有实现量子位操作所需的强耦合极限g>> γ，并且谐振器中的光子数低<n>~1。值得注意的是，低布居数态的连续读出证明了探测器的高微波灵敏度。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall 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
In-situ Broadband Cryogenic Calibration for Two-port Superconducting Microwave Resonators
本文介绍了一种改进的微波校准方法，用于在低温环境中使用，基于传统的三标准校准，通过反射线（TRL）校准。修改后的校准方法利用额外的信息，从多个测量的合奏实现的超导谐振器，作为一个新的伪开放标准，以纠正错误的TRL校准。我们还演示了利用低温开关的这种现场宽带低温校准系统的实验实现。所有校准测量都在与谐振器测量相同的热循环中完成（仅需要额外的20分钟），从而避免了传统TRL校准的4个额外热循环（需要额外的12天）。在波混沌微波台球上的实验测量验证了新方法对高品质因数超导谐振器散射矩阵测量的显著改善。
2013-03-10 cond-mat.supr-con nlin.CD physics.ins-det
Metastability in a nano-bridge based hysteretic DC-SQUID embedded in superconducting microwave resonator
我们研究了由两个纳米桥中断的铌环制成的高滞后DC-SQUID的亚稳态响应。我们用交流电和直流磁通量激发SQUID，发现在SQUID上测得的电压中形成了不同的稳定区。当这样的SQUID嵌入在传输线谐振器中时，在谐振器的反射图案中观察到类似的金刚石结构。我们已经计算了DC-SQUID的稳定性图在平面上的激励控制参数，解析和数值。此外，我们已经得到了SQUID运动方程的数值模拟，考虑到温度变化和非正弦电流相位关系的纳米桥。实验结果与理论结果吻合较好。
2010-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Phonon-Mediated Quasiparticle Poisoning of Superconducting Microwave Resonators
非平衡准粒子是超导量子线路中退相干的重要来源。在这里，我们调查的准粒子中毒的机制进行本地准粒子注入设备。我们发现，准粒子中毒是占主导地位的对破坏声子在整个芯片的传播。我们描述的准粒子中毒的时间尺度的能量依赖性。最后，我们观察到，纳入广泛的正常金属准粒子陷阱导致一个以上的数量级减少准粒子损失为一个给定的注入准粒子功率。
2016-10-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Magnetic Field Dependent Microwave Losses in Superconducting Niobium Microstrip Resonators
我们描述了一个实验协议，以表征磁场依赖于超导铌微带谐振器的微波损耗。我们的方法提供了一个统一的观点，涵盖了两个著名的磁场相关的损失机制：准粒子产生和涡旋运动。我们发现，准粒子的产生是平行磁场的主要损失机制。对于垂直场，主要的损失机制是涡流运动或从准粒子生成到涡流运动的切换，这取决于冷却程序。特别是，我们引入了一个图的品质因数与谐振频率作为一种通用的方法，用于确定占主导地位的损失机制。我们通过模拟复电阻率计算预期的谐振频率和品质因数作为磁场的函数。表征微波损耗的关键参数估计从观察到的和预期的谐振器特性的比较。基于这些关键参数，我们发现厚度与其穿透深度相似的铌谐振器是X波段电子自旋共振应用的最佳选择。最后，我们检测到部分释放的迈斯纳电流在涡流穿透场，这表明涡流和迈斯纳电流的边缘附近的相互作用是必不可少的理解的磁场依赖的谐振器属性。
2018-06-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Volume dependence of microwave induced excess quasiparticles in superconducting resonators
本研究通过测量不同温度、读出功率和体积下超导谐振器的准粒子密度，发现微波功率在较小体积中产生更多准粒子，并指出未知间接机制主导该效应，为优化超导器件性能提供了方向。
2025-07-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crosstalk Reduction for Superconducting Microwave Resonator Arrays
大规模阵列的微波动力学电感探测器（MKID）是有吸引力的候选人，用于成像仪器的下一代亚毫米波望远镜，如CCAT。我们已经设计和制造了紧密包装的250像素MKID阵列，使用集总元件谐振器蚀刻从超导TiNx沉积在硅衬底上的薄层。在我们的初始设计中，高像素封装密度导致谐振器之间的电磁耦合导致大的微波串扰。我们的第二种设计通过添加接地屏蔽并使用曲折电感的双绕组几何结构来消除此问题，以允许具有相反极性的导体非常接近。此外，谐振器频率在整个阵列上以棋盘图案分布。我们提出的两个谐振器和阵列设计的细节，并描述了一个电路模型的全阵列，预测谐振器的频率和串扰水平的分布。我们还展示了一种新的实验技术，方便地测量串扰，而无需光学设置的结果。我们的研究结果表明，在串扰从57%，在初始设计下降到\leq 2%，在第二个设计的改善。在这项工作中的一般程序和设计准则是适用于未来的大型阵列采用微波谐振器。
2012-06-25 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.ins-det
A near-field scanning microwave microscope based on a superconducting resonator for low power measurements
我们报告的低温（300 mK）近场扫描微波显微镜的设计和性能。它使用微波谐振器作为近场传感器，工作频率为6 GHz，微波探测幅度低至100 uV，接近足够低的光子数（N~1000）的谐振器，使相干量子操纵变得可行。该谐振器是由一个小型化的分布式分形超导电路，是集成的探针，微加工到足够紧凑，使它可以直接安装在石英音叉，并用于并行操作的原子力显微镜（AFM）。谐振器磁耦合到传输线读出，并实现增强的灵敏度，我们采用了庞德-德雷弗-霍尔测量方案锁定到谐振频率。我们在针尖周围实现了良好的局部近场，使得微波分辨率与AFM分辨率相当，并且电容灵敏度低至6.4x10^-20 F/rtHz，受到机械噪声的限制。我们相信，这里提出的结果是在纳米尺度上使用近场扫描微波显微镜探测量子系统的重要一步。
2014-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Deterministic entanglement of photons in two superconducting microwave resonators
量子纠缠是量子力学的重要特征之一，它已经在许多非线性类自旋系统中得到了证实。线性系统中的量子纠缠已被证明更具挑战性，因为与线性相关的固有能级简并性使得量子控制更加困难。在这里，我们演示了在两个独立的线性微波谐振腔中的光子态的量子纠缠，创建N光子NOON态作为基准演示。我们使用一个超导量子线路，其中包括约瑟夫森量子比特来控制和测量两个谐振器，我们完全表征纠缠态的二分维格纳层析。这些结果表明，在超导电路中的线性谐振器的量子控制的显着进步。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fast microwave beam splitters from superconducting resonators
耦合超导传输线谐振器在量子信息处理和基础量子力学中有着广泛的应用。一个特殊的例子是实现快速分束器，然而，这是由双模挤压项阻碍。在这里，我们的实验研究超导微带谐振器耦合超过三分之一的长度。通过改变该耦合区的位置，我们可以将双模挤压耦合的强度从5.44GHz的谐振频率的2.4%调谐到12.9%。然而，最大抑制双模压缩的分束器耦合率为810MHz，使得能够构造快速且纯净的分束器。
2013-02-04 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
Quasiparticle Dynamics in NbN Superconducting Microwave Resonators at Single Photon Regime
本研究通过温度扫描测量NbN超导微波谐振器的频率和品质因数，结合复电导率计算，揭示了准粒子能量分布对器件退相干性能的影响。
2025-06-21 cond-mat.supr-con cs.SY eess.SY
