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
Nonlinear Meissner effect in Nb3Sn coplanar resonators
通过测量不同温度下平行磁场对Nb $_3$ Sn薄膜共面谐振器谐振频率的影响，研究了非线性迈斯纳效应（NLME）。我们使用低射频功率探测薄膜薄于伦敦穿透深度$λ(B)$显着增加的涡流渗透和测量平衡条件下的NLME的字段开始。与s波超导体中预期的$λ(B)$与$B$的传统二次增加相反，我们观察到$B$的穿透深度几乎线性增加。我们的结论是，这种行为的$λ(B)$是由于我们的多晶Nb $_3$ Sn薄膜中的弱连接晶界，这可以模仿NLME预期在一个干净的d波超导体。
2022-02-12 cond-mat.supr-con
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
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
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
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
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
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
Characterization of harmonic modes and parasitic resonances in multi-mode superconducting coplanar resonators
本文提出多种实验策略，通过追踪温度、磁场和微波功率依赖性及局部材料修饰，有效区分高达20 GHz频段内共面超导谐振器的设计谐波模式与寄生杂散共振。
2023-03-28 cond-mat.supr-con
Equidistant resonance jumps in superconducting coplanar resonators driven by Abrikosov vortices
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微结构物理研究所）；Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动仪器科学研究院）
研究超导共面谐振腔在垂直磁场下的传输参数S21变化，发现共振峰在磁场下出现阶梯状跃迁，揭示多涡流进入和退出的特征，同时发现共振频率和品质因子的非比例响应。
2026-07-02 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
Magnetic hysteresis of a superconducting microstrip resonator with a high edge barrier
本文研究了具有高边缘势垒的超导微带谐振器的磁滞特性。我们测量的磁滞，无论是扫描磁场或高微波电流调谐的边缘势垒。我们表明，这样的设备的磁滞是定性的不同，从一个没有边缘势垒，可以理解的基础上的广义临界态模型。特别是，我们提出并证明了一个简单而直观的方法，依赖于图的品质因数与谐振频率揭示这些滞后行为背后的物理过程。在此基础上，我们发现，迈瑟电流和涡旋钉扎之间的相互作用是理解这样的设备的磁滞是必不可少的。
2018-12-07 cond-mat.supr-con
Weak continuous monitoring of a flux qubit using coplanar waveguide resonator
我们通过测量共面波导谐振腔中的传输来研究磁通量子比特。在我们的系统中，磁通量子比特与谐振器电流解耦，实现了中间耦合状态。在这种情况下，色散读出是可能的，量子位上的反作用很弱。详细的理论分析和模拟给出了与实验数据很好的一致性，并允许进行量子比特表征。
2010-05-10 cond-mat.supr-con quant-ph
Determining interface dielectric losses in superconducting coplanar waveguide resonators
超导量子计算架构包括谐振器和量子位，其经历由于体和界面双能级系统（TLS）引起的能量损失。了解这些损耗对于提高超导电路的性能至关重要。在这项工作中，我们提出了一种方法来量化的TLS损耗不同的体和界面的超导共面波导（CPW）谐振器中存在的。通过结合统计特性的各向同性蚀刻的硅衬底上的专门设计的CPW谐振器组详细的电磁建模，我们确定单独的损耗贡献从个别材料接口和散装的。这种分析界面TLS损耗的技术可用于指导量子位、谐振器及其超导制造工艺的有针对性的改进。
2018-08-30 cond-mat.supr-con quant-ph
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
Co-sputtered MoRe thin films for carbon nanotube growth-compatible superconducting coplanar resonators
钼基合金薄膜在达到$T_c=15\mathrm{K}$的临界温度下具有超导电性。同时，薄膜在生长单壁碳纳米管通常所需的高温甲烷/氢气气氛中高度稳定。我们表征钼合金薄膜沉积通过同时溅射从两个来源，相对于它们的成分作为溅射参数的函数和它们的电子直流以及GHz的性能在低温下。具体的重点放在碳纳米管的生长条件对薄膜的影响。超导共面波导谐振器光刻定义，我们证明了谐振器保持功能时，经历纳米管生长条件，并表征其性能作为温度的函数。这为在超导共面波导电路元件上原位生长超洁净纳米管器件铺平了道路。
2015-10-01 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
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
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
Post-fabrication frequency trimming of coplanar-waveguide resonators in circuit QED quantum processors
本研究提出使用接地空气桥阵列对CPW谐振器进行制造后频率微调，该方法兼容传统制造步骤、调节范围100MHz且分辨率10MHz，可消除谐振器频率拥挤并实现频率匹配，结合激光退火能在17传输子处理器中实现快速高保真读出。
2023-02-21 cond-mat.supr-con quant-ph
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
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
Improving the Coherence Time of Superconducting Coplanar Resonators
测量了超导谐振器的品质因数和能量衰减时间随材料、几何形状和磁场的变化。一旦被困磁涡旋的耗散最小化，我们确定表面二能级状态（TLS）作为一个重要的衰变机制。中心导体和地平面之间的宽间隙，以及使用超导体Re代替Al，被示出以减少损耗。我们还表明，在低激发功率的谐振腔品质因数的经典测量是一致的单光子衰减时间测量使用量子比特谐振腔交换实验。
2009-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intermodulation spectroscopy and the nonlinear response of two-level systems in superconducting coplanar waveguide resonators
本文提出互调光谱学方法，通过双音驱动与多频锁相测量超导谐振器中的频率混频，高效表征TLS非线性损耗，并恢复与标准隧穿模型一致的非线性参数。
2024-02-16 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
HTS YBCO Resonator Configuration with Coplanar Optimized Flux Concentrator Strongly Coupled to rf SQUID
我们开发了一种新型的磁耦合模块，形成了一个单层超导磁通集中器，这是集成了一个共面谐振器强耦合到高温超导rf-SQUID。三种类型的谐振器，包括一个长的带状线谐振器之间的输入回路和拾取回路的磁通集中器，一个互补的开口环谐振器（CSRR），也是一个螺旋形状的输入回路内进行了探讨。使用有限元法（FEM）模拟的谐振品质因数，以及耦合到SQUID的不同模式的这三种类型的谐振器进行评估。测试了将电子系统耦合到谐振器的几种读出方法，包括电感（线圈）和电容（传输线）耦合，并报告了每个谐振器的最佳读出。在评估的谐振器类型中，具有最佳设计的螺旋形谐振器显示出最高的品质因数（5900）以及在836 MHz的谐振频率下与SQUID的最强耦合（-0.5 dB），使用200 nm厚的超导YBCO在1 mm厚的晶体LaAlO 3衬底上制造。该模块的通量集中器通过其线宽的变化以及其输入回路半径的变化来优化，以获得最大的通量转换效率。
2017-09-25 cond-mat.supr-con physics.app-ph 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
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
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
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
Optimization of infrared and magnetic shielding of superconducting TiN and Al coplanar microwave resonators
我们提出了一个系统的研究屏蔽的影响的内部品质因数（Qi）的Al和TiN微波谐振器设计用于量子相干电路。测量是在绝热退磁制冷机中进行的，其中典型的磁场为200 μT，存在于未屏蔽的样品台。辐射屏蔽包括100 mK和500 mK铜罐涂有红外吸收环氧树脂。磁屏蔽由Cryoperm 10和Cu罐的Sn镀层组成。一个2.7 K的辐射可以和同轴热化过滤器在所有的测量。在100 mK下Qi = $1.3*10^6$的TiN样品在有限屏蔽下测试时，品质因数没有显著变化。相比之下，Al谐振器显示出具有连续屏蔽的改善的Qi，其中从添加第一辐射和磁屏蔽获得最大增益，并且在添加Sn镀红外吸收环氧树脂之前饱和。
2016-08-22 cond-mat.supr-con physics.ins-det
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
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
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
Low Loss Superconducting Titanium Nitride Coplanar Waveguide Resonators
TiN的薄膜被沉积到具有和不具有SiN缓冲层的Si和蓝宝石晶片上。薄膜制成RF共面波导谐振器，并采取内部品质因数测量在毫开尔文温度下的多光子和单光子的限制，即高和低功率制度，分别。在高功率下，对于主要具有（200）-TiN取向的TiN，测量到高于$10^7$的内部品质因数（$Q_i$）。显示出显著的（111）-TiN织构的膜总是具有低得多的$Q_i$，大约为$10^5$ .我们的研究表明，（200）-TiN是有利于生长在裸硅或SiN缓冲层在高温下。然而，在低温下在裸蓝宝石或Si（100）上生长主要导致（111）-TiN取向。椭偏仪和俄歇测量表明，在裸Si衬底上的（200）-TiN生长与在预沉积过程中形成薄的$\approx 2$ nm SiN层相关。在单光子状态下，这些薄膜的$Q_i$超过了$8\times10^5$，而较厚的SiN缓冲层导致在低功率下降低的$Q_i$.
2010-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Sputtered TiN films for superconducting coplanar waveguide resonators
本文系统地研究了在超高真空反应磁控溅射室中通过改变沉积条件制备TiN薄膜的性能。当保持Ti（1-x）N（x）（x=0.5）接近化学计量比时，通过将沉积压力从2 mTorr增加到9 mTorr，膜电阻率增加，主晶体取向从（100）变为（111），晶界变得更清晰，并且强压缩应变变为弱拉伸应变。TiN膜在沉积后暴露于空气时吸收高浓度的污染物，包括氢、碳和氧。当靶-衬底距离设置为88 mm时，污染物水平随着压力从2 mTorr增加到9 mTorr而从~0.1%增加到~10%。污染物浓度也与从衬底的中心的平面内的距离，并增加了大约两个数量级的目标-衬底的距离从88 mm增加到266 mm。这些污染物被发现强烈影响TiN薄膜的性能。例如，当氧含量从0.1%增加到11%时，化学计量膜的电阻率增加约5倍。这些结果表明，溅射TiN粒子的能量是决定TiN膜性能的关键，并且重要的是要控制该能量以获得高质量的TiN膜。由一系列在2 mTorr到7 mTorr的压力下生长的接近化学计量比的薄膜制成的超导共面波导谐振器显示出随着压缩应变的大小从接近3800 MPa减小到大约150 MPa以及氧含量从0.1%增加到8%，本征品质因数从~10^4增加到~10^6。具有较高氧含量的膜表现出较低的损耗，但氧掺入的不均匀性阻碍了溅射TiN在较大电路中的使用。
2013-06-11 cond-mat.supr-con
Analytical model of the readout power and SQUID hysteresis parameter dependence of the resonator characteristics of microwave SQUID multiplexers
我们报告了一个分析模型的开发，该模型描述了用于微波SQUID多路复用器频率编码的谐振器特性的读出功率和SQUID滞后参数依赖性。在这个模型的上下文中，我们通过分析非滞后rf-SQUID的非线性响应的傅立叶分量来推导不同的依赖关系。我们表明，我们的模型包含现有的模型作为一个限制的情况下，导致相同的解析表达式小读出功率。考虑到我们所做的近似，我们的模型是有效的rf-SQUID滞后参数$β_{\mathrm{L}} < 0.6$，它完全涵盖了现有的多路复用器器件的参数范围。我们结束我们的工作与实验验证的模型。特别是，我们证明了一个非常好的协议测量复用器的特性和预测的基础上，我们的模型。
2021-12-15 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Improving superconducting resonators in magnetic fields by reduced field-focussing and engineered flux screening
我们实验研究了超导共面波导谐振器在外部磁场中的作用，并提出了两种减少场致耗散通道和谐振频率漂移的策略。我们的方法之一是显著减小超导接地平面面积，这导致减小的磁场聚焦，从而降低波导腔内部的有效磁场。通过这种措施，在mT面外磁场中，场致损耗可以减少一个数量级以上。当这些谐振器附加地电感耦合而不是电容耦合到微波馈线时，固有的闭合超导回路通过通量守恒有效地屏蔽谐振器的心脏免受磁场的影响。总的来说，我们实现了减少场致共振频率偏移高达两个数量级。我们结合系统的参数变化的实验侧的数值磁场计算来解释我们的方法的效果，并支持我们的结论。所提出的结果是相关的所有领域，其中高性能的超导谐振器需要在磁场中操作，例如，用于基于共面波导腔的超导电路或电子自旋共振检测器的量子混合器件。
2017-07-06 cond-mat.supr-con
Dually tunable YBCO coplanar waveguide resonators based on helium-ion-generated Josephson inductances
Universität Tübingen（蒂宾根大学）
研究利用聚焦氦离子束在高温超导YBCO薄膜中局部生成约瑟夫森电感和量子干涉仪，实现强磁通可调谐的微波谐振器，并展示独立的频率和响应度调节能力。
2026-05-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Evidence of rf-driven branching of dendritic vortex avalanches in MgB2 microwave resonators
采用共面谐振器技术研究了枝晶磁通穿透对MgB2超导薄膜微波响应的影响。奇特的功能包括跳跃的谐振曲线，引起的涡流雪崩冻结通量内的谐振器。由于振动效应，微波电流维持涡旋系统接近非平衡状态，导致枝晶分支。重离子辐照磁通钉扎剪裁前后的雪崩尺寸分布与文献报道的分子动力学模拟结果完全一致。
2006-09-18 cond-mat.supr-con
Characterizing Niobium Nitride Superconducting Microwave Coplanar Waveguide Resonator Array for Circuit Quantum Electrodynamics in Extreme Conditions
本文表征 100 nm NbN 超导共面波导谐振器阵列，结合功率、温度与面内磁场测量，验证 TLS 损耗、动力学电感频移及 240 mT 下高 Qi 性能。
2023-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Superconducting Resonators with Parasitic Electromagnetic Environments
在宏观环境中，寄生电磁场通过非局域耗散强烈抑制超导共面波导谐振器的品质因数。数值模拟和低温测量演示了如何减少这种寄生损耗，在谐振器频率响应中建立洛伦兹线形，并为蓝宝石衬底上的铌器件产生2.4 x 10^5的加载Q因子。此外，我们报告的Q值和谐振频率偏移Δ f_0与输入功率和温度的限制，其中在电介质中的二能级系统的损失占主导地位的依赖。
2012-03-20 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
Inductively coupled superconducting half wavelength resonators as persistent current traps for ultracold atoms
在实验实现由超导电路和原子系综组成的混合量子系统中，一个关键点是使两个伙伴足够接近，以便建立强量子相干耦合。在这里，我们提出使用半波长超导共面波导谐振器的金属化结构作为超冷顺磁原子的持续电流陷阱。用电感耦合谐振器代替传统的电路量子电动力学中的电容耦合谐振器，利用谐振器结构本身来捕获原子，分析了短端共面波导谐振器的外品质因数，表明它可以很容易地设计成所需的量子线路.谐振器处的磁场配置通过伦敦方程的数值三维模拟来计算。提出了一种将原子系综输运到腔模磁场最大的共面谐振腔间隙中的方法。该配置允许稳定的捕获持续电流和铺平了道路，原子云和腔模式之间的强耦合，这是合作效应所需的，并给出了原子和电路量子电动力学之间的接口。
2013-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
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
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
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
Utilization of the Superconducting Transition for Characterizing Low-Quality-Factor Superconducting Resonators
表征具有高耗散元件的超导微波谐振器是一项技术挑战，但是对于实现和理解涉及耗散元件的混合量子器件的操作（例如，用于热工程和检测）是一个要求。我们目前的实验$λ/4$超导铌共面波导（CPW）谐振器，终止于波腹处的耗散铜微带通过铝引线，这样的谐振器的响应是很难测量在一个典型的微波环境。通过测量铝的超导转变上方和下方的透射率，我们能够隔离共振。然后，我们实验验证这种方法与铜微带的厚度增加，从50 nm到150 nm，并测量在$10\sim67$的范围内的品质因数在一个一致的方式。
2019-06-18 cond-mat.supr-con
Engineering high-Q superconducting tantalum microwave coplanar waveguide resonators for compact coherent quantum circuits
研究通过改变薄膜厚度并使用Nb种子层，在室温下制备了高内部品质因数（约3.6×10^6）和高动理电感（0.6 pH/sq）的超导钽共面波导谐振器，为紧凑高保真量子电路提供了关键组件。
2024-12-20 cond-mat.supr-con cs.SY eess.SY
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
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
Tunable superconducting two-chip lumped element resonator
我们已经制造和研究了堆叠的两芯片器件，包括一个集总元件谐振器上的一个芯片，这是侧耦合到第二个芯片上的共面波导传输线。我们提出了一个完整的模型来预测依赖于相对于传输线的集总元件谐振器的位置的设备的行为。我们确定了不同的制度，其中该设备可以操作。其中一个可以用来调整两个子系统之间的耦合。另一种机制使得能够实现器件的频率可调谐性，而不留下大约$10^4$的内部品质因数的过耦合限制，而在最后一种机制中，谐振器特性对位置的小变化不敏感。最后，我们已经测量了不同位置的谐振腔的传输特性，表现出良好的协议与模型。
2018-08-02 cond-mat.supr-con
Experimental evidence for a surface distribution of two-level systems in superconducting lithographed microwave resonators
我们提出了测量的温度依赖性的频率偏移的五个铌超导共面波导微谐振器的中心带宽度范围从3 $μ$ m到50 $μ$ m，在温度范围在100-800 mK，远低于9.2 K的铌的转变温度。这些数据与二能级系统（TLS）理论吻合得很好。与该理论的拟合提供了关于与每个谐振器几何形状相互作用的TLS的数量的信息。的几何比例表示TLS的表面分布，和数据是一致的TLS表面层厚度的顺序为几纳米，可以预期的原生氧化层。
2008-03-14 cond-mat.supr-con
