High Kinetic Inductance Microwave Resonators Made by He-Beam Assisted Deposition of Tungsten Nanowires
我们评估的混合微波谐振器的性能相结合的溅射铌薄膜与钨纳米线生长与氦束诱导沉积技术。根据生长条件，纳米线具有典型的宽度$w\in[35-75]$ ~nm和厚度$t\in[5-40]$ ~nm。我们观察到一个高的正常状态电阻$R_{sq}\in [65-150]$ $Ω/sq$，它与一个临界温度$T_c\in[4-6]~K$一起确保了高的动态电感，使谐振器强非线性。在低温下制作了集总和共面波导谐振腔，并在$4.5$ ~GHz的低光子区测量了其内部品质因数，最高可达$3990$。分析了线长、温度和微波功率的依赖关系，我们提取了$L_K\approx15$ pH/sq的W纳米线的动力学电感，其是几何电感的250倍，并且在$4.5$ ~GHz处的克尔非线性高达$K_{W,He}/2π=200 \pm 120$ ~Hz/光子。因此，用氦聚焦离子束制成的纳米线是用掩模和无抗蚀剂直接写入工艺设计紧凑、高阻抗、超导环境的通用对象。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall
Charge-sensing of a Ge/Si core/shell nanowire double quantum dot using a high-impedance superconducting resonator
本文提出用基于NbTiN的高阻抗耐磁场超导谐振器耦合Ge/Si纳米线双量子点，实现无直流电流条件下的色散电荷读出，并利用第二量子点作为电荷传感器探测最后一个空穴的耗尽，为色散读出和自旋-光子耦合奠定基础。
2022-12-03 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of microwave losses in lumped-element resonators made from superconducting nanowires with high kinetic inductance
本文通过反射测量分析不同拓扑的高动电感 NbTiN 纳米线微波谐振器在 1.7–6 K 的响应，发现其内部品质因数主要受额外的温度相关损耗而非热平衡准粒子限制。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall
Frequency modulated self-oscillation and phase inertia in a synchronized nanowire mechanical resonator
同步已被广泛报道的自振荡系统。然而，尽管它已经在理论上预测了几十年，但在高驱动状态下的相位自振荡（有时称为相位捕获）的实验实现直到最近才被研究。我们详细研究了具有内反馈的同步场发射SiC纳米机电系统中的相位动力学。更丰富的相位行为已明确确定，这意味着相位调制和惯性。这种同步机制有望对理解相互作用的自振荡网络的动力学和在纳米尺度上产生频率调制信号产生影响
2014-08-28 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response of the surface states of a topological insulator nanowire embedded within a resonator
本文提出利用超导谐振器作为探针，通过静态磁通量与垂直振荡电磁场在拓扑绝缘体纳米线中产生轨道共振，以Q因子的周期性变化探测其表面二维Dirac轨道特性，实现无需电极的非侵入式拓扑态测量。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall
High quality factor mechanical resonance in a silicon nanowire
实验研究了基于双钳位硅纳米线的纳米机械谐振器的谐振特性。的基模的谐振频率进行了测量，在温度为$20\,\mathrm{mK}$的纳米线的各种尺寸使用的磁动计划。共振频率的测量值同意从欧拉-伯努利理论获得的估计。测得的内部品质因数的$5\,\mathrm{μm}$长谐振器，$3.62\times10^4$，超过了相应的值在较高的温度下调查的类似的谐振器。所提出的结构可以用作具有预期灵敏度$\sim 6 \times 10^{-20}\,\mathrm{g}\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$的质量传感器。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall
High Frequency top-down Junction-less Silicon Nanowire Resonators
我们在这里报告的第一个实现自上而下的硅纳米线（SiNW）转换的无结场效应晶体管（FET）和压阻（PZR）效应。悬浮硅纳米线是迄今为止报道的最小的自上而下硅纳米线之一，宽度低至约20纳米。这是由于一个200毫米晶圆级，超大规模集成电路工艺完全适合单片CMOS协集成。由于尺寸非常小，硅纳米线的电导可以通过附近的静电门来控制。无结FET和先前证明的PZR转导都是用相同的SiNW进行的。这些自转导方案显示出相似的信号背景比，并且PZR转导表现出相对较高的输出信号。用这两种方案测量了同一条硅纳米线的艾伦偏差AD，在室温和低压下，FET探测的AD约为20 ppm，PZR探测的AD约为3 ppm。数量级的改进，预计从更严格的静电控制，通过改变几何形状和掺杂水平，以及从CMOS集成。这些基本SiNW谐振器的紧凑，简单的拓扑结构为SiNW-CMOS平台中的气体和质量传感，时间保持或逻辑开关系统的超密集阵列开辟了新的途径。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall
Spin dynamics in InAs-nanowire quantum-dots coupled to a transmission line
我们从理论上研究了纳米线量子点中的电子自旋。由于自旋-轨道相互作用，自旋耦合到谐振器电磁场的电分量，并且使得能够以全电方式对量子信息进行相干操纵、存储和读出。在一个相同或不同的纳米线中，远距离量子点自旋之间的耦合可以通过谐振器模式实时或通过虚拟过程有效地执行。对于后者的情况下，我们得到一个有效的自旋纠缠相互作用，并建议如何打开和关闭它。我们考虑横向和纵向类型的纳米线量子点和比较他们的操作时间尺度对自旋弛豫时间。为此，我们评估的纳米线振动（声子）引起的自旋弛豫率，并表明，作为纳米线中的声子限制的结果，该速率是一个强烈变化的函数的自旋操作频率，因此可以大大减少相比，横向量子点在GaAs中。我们的计划是一个步骤，形成混合结构，不同性质的量子位可以集成在一个单一的设备。
2007-08-15 cond-mat.mes-hall
Wide bandwidth nanowire electromechanics on insulating substrates at room temperature
我们研究了在蓝宝石衬底上制作的具有局域栅结构的InAs纳米线谐振器。使用绝缘蓝宝石衬底的主要优点是其导致减小的寄生电容，从而允许使用网络分析仪的宽带宽致动和检测以及在室温下的信号检测。纳米线的面内和面外振动模式都可以被驱动，并研究了谐振器的非线性响应。此外，该技术使得能够研究由于纳米结构中的加热引起的热应变的变化
2016-01-06 cond-mat.mes-hall
Nonlinearity and Parametric Amplification of Superconducting Nanowire Resonators in Magnetic Field
通常基于约瑟夫森结（JJ）非线性的非线性超导器件是超导量子电子学的基础，其使得例如，隔离的两级超导量子比特和放大器的形成。虽然新兴的自旋，混合自旋/超导（包括马约拉纳），和纳米磁光量子系统可以极大地受益于超导非线性，在这些系统中的强磁场的存在是不兼容的传统JJ设备，这是高度敏感的应用磁场。一种可能的解决方案是使用动力学电感（KI）非线性。迄今为止，只有线性动力学电感（KI）器件被证明在高磁场中工作，而非线性KI器件在高磁场中的工作几乎没有受到关注。在这里，我们研究了超导纳米线（NW）KI谐振器的非线性和作为面内磁场的参量放大器的性能。我们研究了由10 nm厚的NbTiN薄膜制成的NW KI谐振器的克尔系数，其特性阻抗高达3 k $Ω$，并首次在磁场高达2 T的条件下演示了非简并和简并参量放大。我们发现，窄的KI谐振器的宽度为0.1 $μ$米是强大的，在增益，动态范围和噪声方面，磁场高达$\sim$ 2 T，而更广泛的KI谐振器的宽度为1 $μ$米遭受显着的抑制在周围的增益远低于2 T的领域。在0.1 $μ$ m KI谐振腔中，相干态有约8 dB的去放大，这意味着噪声压缩的能力。这些结果为开发在高磁场中工作或产生高磁场的非线性量子器件（如自旋、自旋/超导混合器件和磁光机械器件）开辟了新的途径。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall
Template nanowires for spintronics applications: nanomagnet microwave resonators functioning in zero applied magnetic field
为了将自旋电子学的概念应用到实际的工业应用中，需要在零外加磁场下工作的低成本自旋电子器件。在这里，我们提出了第一个微波测量纳米磁体设备内的多孔膜电沉积制造。本文详细讨论了一种由三块纳米磁体组成的微波谐振腔，该谐振腔工作在零外磁场中。通过施加特定频率的微波信号，中间纳米磁体的磁化经历铁磁共振（FMR），并且该器件输出可测量的直流电流（自旋扭矩二极管效应）。或者，纳米器件可以用作在零场中起作用的微波振荡器。为了在微波频率下测试谐振器，我们开发了一种简单的测量装置。
2008-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
NbTiN Nanowire Resonators for Spin-Photon Coupling on Solid Neon
RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）；Department of Mechanical Engineering, FAMU-FSU College of Engineering, Florida State University（佛罗里达州立大学 FAMU-FSU 工程学院机械工程系）；Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（国家信息通信技术研究所先进 ICT 研究所）；Graduate School of Engineering, Tohoku University（东北大学研究生院工学研究科）；Department of Physics and Astronomy, University of Notre Dame（圣母大学物理与天文系）；Institute of Physics, University of Augsburg（奥格斯堡大学物理研究所）；Center for Advanced Analytics and Predictive Sciences, University of Augsburg（奥格斯堡大学高级分析与预测科学中心）
本研究展示NbTiN纳米线谐振子在固态氖平台中实现高品质因子，并通过理论分析提出实现自旋-光子耦合的微磁设计与耦合策略，目标在自然氖中实现单量子比特操作保真度超过99.99%。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave Admittance of Gold-Palladium Nanowires with Proximity-Induced Superconductivity
我们报告定量电导测量扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）结在千兆赫频率和毫开尔文温度。金-钯基SNS结被布置成超导量子干涉器件链。该链强耦合到一个多模微波谐振器的模式间隔约0.6 GHz。通过测量谐振器模式的谐振频率和品质因数，我们提取了链导纳的耗散和无功部分。我们比较的相位和温度依赖性的导纳接近1 GHz的理论的基础上随时间变化的Usadel方程。这种比较使我们能够识别理论和实验之间的重要差异，这些差异不能通过在理论中包括非弹性散射或弹性自旋翻转散射来解决。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
In-plane nanoelectromechanical resonators based on silicon nanowire piezoresistive detection
我们报告了一个自上而下的纳米机电系统的驱动/检测方案，用于基于频移的传感应用，具有出色的性能。它依赖于静电驱动和压阻纳米线计的平面内运动转导。工艺制造是完全CMOS兼容。结果表明，一个非常大的动态范围（DR）超过100分贝和前所未有的信号背景比（SBR）为69分贝提供了两个数量级的提高，在NEMS领域的现有技术中呈现的检测效率。这样的动态范围是由可忽略的1/f噪声和与热机械噪声相比非常低的约翰逊噪声引起的。这种简单的低功耗检测方案为新型鲁棒质量谐振传感器铺平了道路。
2010-01-11 cond-mat.mes-hall physics.ins-det quant-ph
Nanomechanical characterization of quantum interference in a topological insulator nanowire
石墨烯和拓扑绝缘体（TI）中二维无带隙狄拉克费米子的发现引发了对其独特电子性质应用的广泛研究。三维绝缘体中的无隙表面态表明了具有非平凡Z2不变量的物质的独特拓扑相，该不变量可以通过角分辨光电子能谱或磁阻量子振荡来验证。在TI纳米线中，无带隙表面态在电导中表现出Aharonov-Bohm（AB）振荡，这种量子干涉效应伴随着传输中横向一维模式数量的变化。因此，虽然这种纳米线的态密度（DOS）预计会显示这种AB振荡，但这种效应尚未观察到。在这里，我们采用纳米力学测量，揭示AB振荡的拓扑绝缘体的DOS。所研究的TI纳米线是嵌入在电路中的机电谐振器，并且来自DOS振荡的量子电容效应调制电路电容，从而改变弹性常数以产生机械谐振频率偏移。纳米机械谐振器的小的有效电容和高的品质因数促进了从表面态DOS的量子电容效应的检测，因此本技术可以扩展到研究纳米尺度的各种量子材料。
2019-02-08 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermions in Topological Superconducting Metallic Nanowires probed by a Superconducting Condensate
我们报告了几个低温实验支持的存在下，马约拉纳费米子的超导铅纳米线制造的扫描隧道显微镜。这些纳米线是由压痕过程产生的STM针尖和样品之间的连接桥梁。我们在这里表明，通过控制调谐的纳米线区域的几何形状，其中超导性是由施加的磁场限制，在这些情况下获得的电导曲线是拓扑超导性和马约拉纳费米子的指示。这种行为的最突出的特点是出现了零偏置峰的电导曲线，叠加在一个正常的金属和超导体之间的Andreev制度的电导的背景特性。当施加大于铅体临界场的磁场时，部分纳米线出现零偏压峰。这个场驱动其中一个电极进入正常状态，而另一个电极（尖端）在其顶点保持超导状态。同时，在纳米尺度的连接纳米线中出现了拓扑超导态。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Lasing from SOI-integrated GaAsSb nanowires via resonator-driven optical feedback
Walter Schottky Institute, TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Institute of Physics and Astronomy, Technical University Berlin（柏林工业大学）
本研究通过将GaAsSb纳米线集成到硅基板上的环形共振器上，实现了硅透明波长的光学反馈，从而改善了纳米线激光器的发射线宽和频率稳定性。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Coherent manipulation of a Majorana qubit by a mechanical resonator
我们提出了一个混合系统组成的马约拉纳量子比特和纳米机械谐振器，实现了自旋轨道耦合超导纳米线，使用一组静态和振荡铁磁门。铁磁门在纳米线中诱导马约拉纳束缚态，其杂化并构成马约拉纳量子比特。由于这些门之一的振荡，马约拉纳量子比特可以相干旋转。通过调节栅极电压来调制局部自旋轨道耦合，可以达到量子位振荡器系统的共振，以获得相对较强的耦合。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for detection of a single electron spin in a microwave resonator
我们提出了一种通过将晶体耦合到高品质因数超导平面谐振器来检测晶体中单自旋存在的方法。通过将微波场限制在纳米尺寸的收缩中，耦合常数可以高达$5-10$ 1，kHz。这种耦合影响由谐振器发射的场的幅度，并且积分的零差信号允许在几毫秒内以单位信噪比检测单个自旋。我们进一步表明，一个随机主方程的方法和贝叶斯分析的全时相关的零差信号提高了这个数字的典型参数的$\sim 30\%$。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Radio frequency charge sensing in InAs nanowire double quantum dots
我们演示了耦合到射频（rf）电路的InAs纳米线双量子点（DQD）的电荷传感。我们使用零差检测来测量由谐振器反射的射频信号。在谐振器响应中观察到清晰的单点和DQD行为。射频反射法允许在少电子制度的DQD电荷稳定性图的测量，即使当通过该设备的直流电流太小而无法测量。对于信噪比为1，我们估计在点间电荷跃迁处的最小电荷检测时间为350微秒，对于引线的电荷跃迁为9微秒。
2012-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Broadband Quantum Efficiency Enhancement in High Index Nanowires Resonators
该研究利用高折射率PbS纳米线谐振器和锥形结构实现最高350% EQE及宽带吸收增强，并以简单工艺制备出性能媲美Si同轴p-n结器件的单纳米线肖特基太阳能电池。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Long nanomechanical resonators with circular cross-section
针对传统光刻制备超导纳米机械谐振器长度受限的问题，提出低成本自上而下法制备长悬浮、细直径的NbTi纳米线谐振器，适配多种金属合金，拓展了纳米机械器件的应用场景。
2023-11-04 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
High Q electromechanics with InAs nanowire quantum dots
在这份报告中，我们研究了悬浮的InAs纳米线（NW）谐振器的机电性能。在低温下，NW作为单电子晶体管（SET）的岛，我们观察到电子和机械模式之间的强耦合共振;电子隧穿的速率约为共振频率的10倍。高于和低于机械共振，库仑峰的幅度是不同的，我们观察到Fano共振的电导由于两个贡献之间的干扰，以潜在的SET。在100 mK下观察到这些器件的品质因数（$Q$）为$\sim10^5$。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Superconducting grid-bus surface code architecture for hole-spin qubits
我们提出了一个可扩展的混合架构的二维表面码结合超导谐振器和空穴自旋量子位在纳米线可调直接Rashba自旋轨道耦合。这种架构的骨干是一个正方形晶格的电容耦合共面波导谐振器，其中每个主机的纳米线空穴自旋量子比特。量子比特的频率和它们与微波场的耦合都可以通过经由谐振器中心销施加的静态电场来调谐。在色散机制中，纠缠双量子比特门可以通过三阶过程实现，其中一个谐振器中的虚光子由第一量子比特产生，相干地转移到相邻的谐振器，并被该谐振器中的第二量子比特吸收。具有最先进的相干时间的数值模拟产生接近$99\%$容错阈值的门准数。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rapid detection of coherent tunneling in an InAs nanowire quantum dot through dispersive gate sensing
色散传感是一种强大的技术，能够实现固态量子比特的可扩展和高保真度读出。特别是，基于栅极的色散传感已经被提出作为未来拓扑量子位的读出机制，其可以通过单电子隧穿通过零能量模式来测量。这种读出的发展需要解决相干电荷隧穿幅度从一个量子点在马约拉纳零模式主机系统忠实地在短时间尺度上。在这里，我们展示了快速单次检测的相干单电子隧道InAs纳米线量子点之间的振幅。我们将一个亚GHz的集总元件微波谐振器连接到一个点上的高电平臂门上，实现了一个灵敏的色散检测电路。由此产生的大的点谐振器耦合导致观察到的色散位移是在电荷简并的谐振器线宽的顺序。这种移位使我们能够区分库仑阻塞和共振，对应于量子位状态读出所预期的场景，对于1微秒的积分时间，信噪比超过2。我们的结果为在拓扑量子比特中实现微秒尺度上费米子宇称的Single Shot测量铺平了道路。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
The self-actuating InAs nanowire-based nanoelectromechanical Josephson junction
半个世纪前，布赖恩·约瑟夫森（Brian Josephson）做出了一系列惊人的预测，这些预测与夹在两个超导体之间的隧道势垒有关。一个特别的预测，后来被称为交流-约瑟夫森效应，说在有限的直流偏压下，隧道电流包含一个交流。超导元件，在微波频率下振荡。通过观察与电磁辐射的相互作用修改的结的电流-电压特性，并直接检测从结本身发射的微波辐射，实验验证了这一预测。直流电流-电压特性的行为也被证实是由约瑟夫森结的高频动力学决定的，并可用于研究各种系统，如电子自旋共振中的原子、高温超导体中的光学声子和振动的Nb分子。在这里，我们提出了一个InAs纳米线约瑟夫森结设备，其中振动的纳米线弱连接起着纳米机电谐振器的作用。交流电的流动-通过结的约瑟夫森电流使得能够通过简单的直流传输测量来驱动和检测谐振器的振动模式。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sub-Wavelength Plasmon Polaritons Channeling of Whispering Gallery Modes of Fluorescent Silica Microresonator
在这里，我们报告的亚波长传播和定向耦合的回音壁模式（WGM）的荧光二氧化硅微球谐振器介导的等离子体激元在单晶银纳米线。从纳米线末端发射的荧光光谱特征证实了WGM通过纳米线等离子体激元的有效引导。通过采用傅立叶平面光学显微镜，我们揭示和量化的WGM从纳米线的两端的定向荧光发射。考虑到所讨论的几何形状是从溶液相自组装的，我们的结果将在基于WGM的软光子平台中找到相关性，包括小型化的光学谐振器和耦合器。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Gate-tunable kinetic inductance in proximitized nanowires
我们报告了在混合InAs/Al纳米线中检测到的栅极可调动态电感。为此，我们将纳米线嵌入到四分之一波长共面波导谐振器中，并测量了电路的谐振频率。我们发现，谐振频率可以通过控制电子密度的接近半导体的栅极电压，从而改变纳米线的电感。应用Mattis-Barclay理论，我们提取了纳米线的正常态电导率的栅极依赖性，以及它的超导能隙。我们的测量补充了现有的混合纳米线的表征方法，并提供了一个新的和有用的工具，门控超导电子。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field resilient superconducting coplanar waveguide resonators for hybrid cQED experiments
可在强磁场中工作的超导共面波导谐振器是各种高频超导器件的重要工具。磁场通过产生导致电阻损耗和频率波动的Abrikosov涡旋或完全抑制超导性来降低谐振器性能。为了减轻这些影响，我们研究光刻定义的人造缺陷的NbTiN超导薄膜制成的谐振器。我们表明，通过控制涡旋动力学的谐振器在垂直磁场的品质因数可以大大提高。再加上设备的几何形状的限制，以提高超导体的临界场，我们证明了稳定的共振，保持品质因数$\simeq 10^5$在单光子功率水平在垂直磁场高达$B_\perp \simeq$ 20 mT和平行磁场高达$B_\parallel \simeq$ 6 T。我们通过将InSb纳米线集成到场弹性超导谐振器中，证明了这种技术在混合系统中的有效性，并利用它在$B_\parallel =$ 1 T下实现了门定义双量子点的快速电荷读出。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall
Rabi oscillations in a superconducting nanowire circuit
研究了非简谐超导纳米线振荡器的电路量子电动力学。样品电路由一个电容并联纳米线的宽度约为20 nm和一个变化的长度高达350 nm，电容耦合到一个片上谐振器。通过施加微波脉冲，我们观察拉比振荡，测量相干时间和电路的非谐性。尽管非常紧凑的设计，简单的自上而下的制造和高度的无序的氧化（颗粒状）铝材料中使用，我们观察到的寿命在微秒范围内。
2020-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dispersively detected Pauli Spin-Blockade in a Silicon Nanowire Field-Effect Transistor
本文在硅纳米线场效应晶体管双量子点中，利用栅极射频反射法实现色散读出，观测到泡利自旋阻塞并测得145 μeV谷-轨道劈裂，展示了CMOS技术用于单态-三重态量子比特的潜力。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall
Tailoring Light-Matter Interaction with a Nanoscale Plasmon Resonator
我们提出并证明了一种新的方法，实现强大的光与物质的相互作用与量子发射器。我们的方法利用等离子体共振器组成的无缺陷，高度结晶的银纳米线包围图案化的介质分布布拉格反射器（DBR）。这些谐振器具有比衍射极限低两个数量级的有效模体积（Veff）和接近100的品质因数（Q），使得能够在腔谐振处将自发发射率提高超过75倍。我们还表明，这些谐振器可以用来转换一个宽带量子发射器的窄带单光子源的颜色选择性发射增强。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Radio-frequency C-V measurements with sub-attofarad sensitivity
我们演示了使用射频（rf）谐振器来测量场效应晶体管配置中的纳米级半导体器件的电容。射频谐振器连接到器件的栅极或引线上。因此，调整器件导电通道中的载流子密度会影响谐振频率，定量地反映其电容。我们测试的测量方法在InSb和InAs纳米线在稀释制冷温度。测量的电容与从在相同器件中实现的量子点的库仑阻塞的周期性推断的电容一致。在采用片外超导螺旋电感实现的谐振器中，我们发现在1~kHz测量带宽下灵敏度值低至75~zF/ $\sqHz$，在1~Hz带宽下噪声低至0.45~aF。我们估计的灵敏度的方法为其他一些实现。特别是，我们预测的典型灵敏度约为40 zF/ $\sqHz$在室温下与现成的组件组成的谐振器。在几个建议的应用中，我们展示了两个：用单个谐振器测量几个相同的80 nm宽的栅极的电容，以及用原位测量的栅极电容测量单个纳米线的场效应迁移率。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Microwave dynamics of high aspect ratio superconducting nanowires studied using self-resonance
我们研究了超高长径比（长/宽~ 5，000）超导氮化铌纳米线的微波阻抗。纳米线被制造成紧凑的曲折几何形状，其与50欧姆共面波导传输线的中心导体串联。样品的透射系数被测量到高达20 GHz。在高频率下，透射系数中的峰值被看到。数值模拟表明，这是沿着纳米线长度的半波谐振，其中纳米线充当高阻抗慢波传输线。这种共振为这些纳米线设置了作为电感元件的频率上限。拟合模拟到测量的谐振使得能够精确确定纳米线在谐振频率下的复薄层阻抗。实部是耗散的量度，而虚部由动态电感主导。我们表征的薄层电阻和薄层电感对温度和电流的依赖性，并比较最近的无序超导体的理论预测的结果。这些结果有助于理解基于超导纳米线的高频器件。它们还可能导致新型超导器件的发展，如超紧凑谐振器和慢波结构。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity switching in a full-shell superconductor-semiconductor nanowire qubit
本研究通过谐振器色散偏移测量全壳超导体-半导体纳米线量子比特的电荷宇称切换，揭示温度和磁场对 $T_P$ 及 $T_1$ 的影响。
2022-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron Spin Resonance spectroscopy with femtoliter detection volume
本文报道了用超导$LC$平面微谐振器和约瑟夫森参量放大器在毫开尔文温度下对硅中施主的电子自旋共振测量。谐振器包括纳米线电感器，其限定了飞升检测体积。由于衬底中的应变，施主共振线严重加宽。单自旋光子耦合强度高达$\sim 3~\text{kHz}$的观察。Single Shot灵敏度为$120 \pm 24~$自旋/Hahn回波，对应于重复采集的$\approx 12 \pm 3$ ~自旋$/\sqrt{\text{Hz}}$。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-induced ultrafast electron-hole plasma temperature oscillations in nanowire lasers
本研究结合实验与理论探究低温下GaAs-AlGaAs核壳纳米线激光器的动力学，发现160-260GHz的持续强度振荡源于电子-空穴等离子体温度的自诱导振荡，为片上纳米激光器的超快调制提供新方向。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Unveiling the coupling of single metallic nanoparticles to whispering-gallery microcavities
回音壁模式谐振器承载多个被捕获的窄带循环光学谐振，其在量子电动力学、光学力学和传感中找到应用。然而，介质微球的球对称性和低场泄漏使得利用远场辐射探测其高质量的光学模式变得困难。即便如此，耦合到谐振器的金属纳米颗粒（MNP）的局部场增强可以将光学远场和有界腔模式连接起来。在这项工作中，我们使用扫描透射电子显微镜中的电子束光谱研究了回音壁模式和MNP表面等离子体之间的相互作用，具有纳米空间分辨率。我们表明，画廊模式诱导的纳米粒子等离子体激元的选择性光谱范围内，此外，它们的偏振可以控制的MNP的诱导偶极矩。我们的研究证明了一个可行的机制，有效地激发高品质因数的回音壁模式，并在光学传感和光操纵的应用潜力。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanometre scale monitoring of the quantum confined stark effect and emission efficiency droop in multiple GaN/AlN quantum disks in nanowires
我们报告了一个详细的研究的强度依赖的光学性质的单个GAN/氮化铝量子阱（QOLD）嵌入到GAN纳米线（NW）。在扫描透射电子显微镜（STEM）中用高空间分辨率阴极发光（CL）研究了QNO 3的结构和光学性质。通过用纳米级电子束以跨越3个数量级的电流激发量子阱，观察到光发射中的强非线性（能量偏移）。特别是，我们发现，能量转移的量取决于发射率和QDisk形态（大小，沿NW和壳厚度的位置）。对于较厚的量子点（> 4 nm），随着量子点发射强度的增加，量子点发射能量发生蓝移。这被解释为量子阱内部入射电子束激发的载流子密度增加的结果，其屏蔽了内部电场，从而降低了这些量子阱中存在的量子限制斯塔克效应（QCSE）。对于更薄的QCSE（<3 nm），蓝移几乎不存在，与在这样的尺寸下可忽略的QCSE一致。对于中等大小的QCSE，存在一个电流阈值，高于该阈值，能量转移，标志着从未屏蔽到部分屏蔽的QCSE的过渡。从阈值，我们估计的寿命在未屏蔽的制度。这些观察结果表明，与直觉相反，高能量的电子最终可以表现为单个电子空穴对发生器。此外，当我们将电流从1 pA增加到10 pA时，发光效率下降超过一个数量级。这种发光效率的降低是在氮化物基2D发光二极管中观察到的效率下降的表现，这是一种暂时归因于俄歇效应的现象。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Fast coherent control of a charge qubit on solid neon with a spin-qubit-compatible resonator
RIKEN Center for Quantum Computing（RIKEN量子计算中心）；Institute of Physics, University of Augsburg（奥格斯堡大学物理研究所）；Department of Mechanical Engineering, FAMU-FSU College of Engineering, Florida State University（佛罗里达州立大学FAMU-FSU工程学院机械工程系）；Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（国家信息通信技术研究所高级ICT研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Notre Dame（圣母大学物理与天文学系）；Center for Advanced Analytics and Predictive Sciences, University of Augsburg（奥格斯堡大学先进分析与预测科学中心）；RIKEN Pioneering Research Institute（RIKEN先锋研究所）
本文在自旋量子比特兼容的电路QED平台上，将固态氖上的单个电子耦合到超导NbTiN纳米线谐振器，实现了电荷量子比特，展示了微波读取和相干控制，拉比频率高达76 MHz，并观察到强驱动下的非线性频移。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-sensing coherent charge oscillations in a silicon field-effect transistor
由互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的小型化引起的量子力学效应阻碍了场效应晶体管的性能和可扩展性前景。然而，这些量子效应，如隧道效应和相干性，可以利用现有的CMOS技术进行量子信息处理。在这里，我们报告的观察相干电荷振荡的双量子点中形成的硅纳米线晶体管检测通过其分散的相互作用与通过栅极耦合的射频谐振电路。点间电荷跃迁时的差分电容变化使我们能够监测系统在强驱动状态下的状态，在强驱动状态下，我们观察到Landau-Zener-St{ü}ckelberg-Majorana干扰对谐振器相位响应的影响。色散信号的理论分析表明，必须包括量子和隧穿电容的变化来描述量子比特谐振器的相互作用。此外，干涉图案的傅立叶分析揭示了电荷相干时间，$T_2\approx 100$ ~ps。我们的研究结果表明，在一个简单的硅晶体管的电荷相干控制和读出，并开辟了在现有的CMOS技术实现电荷和自旋量子位的可能性。
2016-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
