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
Self-oscillations in field emission nanowire mechanical resonators: a nanometric DC-AC conversion
我们报道了自下而上的纳机电系统（NEMS）在恒定外加电压驱动的场发射过程中观察到的自振荡。探索机电模型，解释的现象，可以直接用于开发集成器件。在第一项研究中，我们已经实现了约50%的DC/AC（直流到交流电）转换。NEMS中的电自振荡为高速自主纳米谐振器和信号发生器的发展开辟了一条新的道路，并表明场发射（FE）是构建新纳米元件的强大工具。
2010-03-30 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
Localized NMR Mediated by Electrical-Field-Induced Domain Wall Oscillation in Quantum-Hall-Ferromagnet Nanowire
我们提出了分数量子霍尔畴壁限制在一个门定义的线结构。我们的实验利用射频电场驱动的畴壁的空间振荡来引起核磁共振。由此产生的光谱进行了讨论，在两个大的四极场创建的导线和超精细领域与振荡域壁。这提供了这样的实验事实，即尽管存在潜在的变形，但畴壁在受限的几何形状附近仍然存在，由此允许在电装置中进行局部磁共振。
2016-03-10 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
Quantized Fermi-arc-mediated transport in Weyl semimetal nanowires
我们研究了外尔半金属纳米线的纵向输运，无论是在存在和不存在的磁通量线程的纳米线。我们确定了两个定性不同的制度的运输相对于在纳米线的化学势。在“表面制度”，低掺杂，大部分的电导发生通过费米弧表面状态，它上升的步骤，一个量子的电导作为化学势的函数;此外，随着流量的变化，电导的变化步骤的一个量子的电导与特征法布里-珀罗干涉振荡。在“体表面制度”，对于高掺杂的样品，占主导地位的贡献的电导是二次的化学势，主要是由体状态的条件;通量依赖性清楚地表明，表面和体状态的贡献。上述两个制度证明了费米弧表面态的贡献是显着的，因此，理解有限尺寸外尔半金属系统的输运性质的关键。最后但并非最不重要的是，我们证明了这两种制度是强大的混乱。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
Coherent coupling of two remote magnonic resonators mediated by superconducting circuits
我们展示了微波介导的远磁振子-磁振子耦合的超导电路平台上，将芯片安装的单晶Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）球。证明了两个YIG球的磁振子模之间存在相干能级排斥和耗散能级吸引。前者由超导谐振腔的腔光子介导，后者由共面波导的传播光子介导。我们的研究结果开辟了新的途径，探索集成的混合磁振子网络的相干信息处理的量子兼容的超导平台。
2022-01-16 cond-mat.mes-hall
Tunable g factor and phonon-mediated hole spin relaxation in Ge/Si nanowire quantum dots
我们从理论上考虑了暴露于外磁场和电场中的纵向Ge/Si核/壳纳米线量子点中空穴的g因子和自旋寿命。对于基态，我们发现一个大的各向异性的g因子，这是高度可调的通过施加电场。这种可调谐性强烈地依赖于电场相对于磁场的方向。我们计算了零和小电场的单声子空穴自旋弛豫时间T1，并提出了一个最佳的设置，其中非常大的T1的几十毫秒的顺序可以达到。进一步增加相对壳体厚度或纵向限制长度，在没有电场的情况下，退相消失，并且退相干时间T2由T2 = 2 T1确定。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Memristive control of plasmon-mediated nonlinear photoluminescence in Au nanowires
本研究提出利用带纳米间隙的电学结构，通过电压激活实现对金纳米线中表面等离子体介导的非线性光致发光的局域电学调控，为新型纳米级光电器件开发提供支撑。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Coherent interplay between surface acoustic waves and coupled mechanical resonators: transition from plasmon-like to surface mediated coupling
在微尺度上对机械运动的操纵一直吸引着人们的关注，导致了各种对经典和量子信息处理具有潜在影响的策略的成功实施。在这里，我们提出了一种基于一对本地化的机械谐振器和行波表面声波（SAW）之间的相互作用的方法。我们证明了一个双边的相互作用的存在，允许使用SAW触发和控制谐振器振荡，并通过谐振器耦合操纵基板上的弹性能量分布。的谐振器运动的矢量结构的观察揭示了两个耦合制度的存在，偶极-偶极样的相互作用在小的分离距离与表面介导的机械耦合在较大的分离。这些结果说明了这个平台的潜力，在谐振器水平的机械振动的相干控制，并使用亚波长元件操纵SAW传播的控制。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall
Adsorbate induced manipulation of 1D atomic nanowires: Soliton mediated degradation of long-range order in the Si(553)-Au system
Au在相邻Si（553）表面上的沉积导致一维（1D）Au原子线的自组装。从Au线到Si台阶边缘的电荷转移导致Si悬挂键轨道链沿着台阶具有长程有序的三倍周期性和垂直于台阶的无限链间相互作用。采用低能电子衍射（SPA-LEED）的斑点轮廓分析，我们观察到随着时间的推移，扩大的斑点宽度，反映了Si悬挂键链和Au线长度的退化。吸附物被确定为斑点增宽的主要来源。它们迫使孤子和反孤子的产生，分别立即破坏沿着和垂直于台阶的长程序。从加宽的时间演变，我们得出结论，Au线的吸附比Si悬挂键链的反应性。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Spin transition rates in nanowire superlattices: Rashba spin-orbit coupling effects
研究了纵向周期势调制下抛物纳米线中Rashba自旋轨道耦合的影响。调制电位可以从实际生长的超晶格（SL）中获得。我们的研究表明，Rashba自旋轨道相互作用诱导的抛物线纳米线SL的能级交叉点。我们估计单重态-三重态之间的反交叉宽度很大（大约117 $μeV$）。我们研究了声子和电磁场介导的抛物型纳米线超晶格的自旋跃迁速率。我们报道声子介导的自旋跃迁速率比电磁场介导的自旋跃迁速率大几个数量级。基于费曼解纠缠技术，我们得到了自旋跃迁的精确几率。对于波矢为$k=0$的情形，我们报道了跃迁几率可以在固定的时间间隔内以共振的形式进行调谐。对于一般情况（$k\neq 0$），我们求解Riccati方程，发现任意的$k$值都导致了跃迁几率的衰减.当（$k\neq 0$）的Rashba自旋轨道耦合系数较大时，自旋跃迁几率冻结.
2013-06-13 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
Bloch-point-mediated topological transformations of magnetic domain walls in cylindrical nanowires
圆柱形纳米线制成的软磁材料，与薄带，可以主机域壁的两个不同的拓扑结构。出乎意料的是，我们的实验证据的动态变换的拓扑室壁运动场阈值以上。微磁模拟突出了基本的岁差动力学的一种方式的转变，涉及成核的布洛赫点奇点，但是，未能再现相反的过程。微磁模拟和实验之间的这种罕见差异在材料和计算机科学中提出了迷人的问题。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
Cooper-pair splitting in two parallel InAs nanowires
我们报告的InAs双纳米线（NW）设备的制造和电气特性，包括两个紧密放置的平行NW耦合到一个共同的超导电极的一侧和个人正常的金属引线的其他。在这种新类型的设备中，我们检测库珀对分裂（CPS）的相关电流在两个NW相当大的效率。与早期的实验相比，CPS是在单个NW中实现的，展示了由超导体（SC）介导的线内电子配对，我们的实验展示了由共同SC介导的线间相互作用。后者是实现零磁场马约拉纳束缚态或Parafermions的关键;在NW中，因此构成了拓扑超导性的里程碑。此外，我们观察到只发生在超导状态，我们暂时属性Andreev束缚态和/或Yu-Shiba共振，形成在一个NW的邻近部分的运输共振。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall
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
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
Tunable superconducting coupling of quantum dots via Andreev bound states in semiconductor-superconductor nanowires
半导体量子点已被证明是固态量子模拟的有用平台。然而，实现由库珀对介导的量子点之间的超导耦合迄今为止受到有限的可调谐性和强抑制的影响。这限制了应用，例如库珀对分裂和拓扑Kitaev链的量子点模拟。在这项工作中，我们提出了如何通过连接两个量子点的半导体-超导体纳米线中的Andreev束缚态来介导可调谐的有效耦合。我们表明，以这种方式，它是可以单独控制介导的耦合由库珀对和单电子通过改变Andreev束缚态的性质与容易获得的实验参数。此外，耦合抑制的问题被大大缓解。我们还提出了如何实验提取耦合强度从谐振电流在三端结。我们的建议将使未来的实验，迄今为止还没有可能。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
RFSQUID-Mediated Coherent Tunable Coupling Between a Superconducting Phase Qubit and a Lumped Element Resonator
我们演示了超导相位量子比特和集总元件谐振器之间的相干可调谐耦合。的耦合强度介导的磁通偏置的RF SQUID在非滞后制度。通过调节施加到RF SQUID的磁通偏置，我们改变了相位量子比特和谐振器之间的有效互感，从而改变了耦合能量。我们通过观察相位量子比特光谱中分裂大小的调制，以及通过观察共振时真空拉比振荡频率的调制，验证了耦合强度从0到$100 MHz$的调制。测量的光谱分裂和真空拉比振荡符合理论预测。
2010-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Nanowires as Nonlinear Inductive Elements for Qubits
我们报告了超导法布里-珀罗谐振器（SFPR）的微波传输测量，超导纳米线放置在超导波腹。当等离子体振荡被激发时，超电流被迫流过纳米线。谐振器-纳米线器件的微波传输表现出非线性谐振行为，显著依赖于超电流振荡的幅度。我们表明，这种幅度依赖的响应是由于非线性的电流相位关系（CPR）的纳米线。的Duffing振荡器，其中的纳米线作为一个纯粹的电感元件，在低温和低振幅的限制内的非线性振荡器模型内的结果进行解释。低品质因数样品在较高驱动功率下的共振峰处呈现“火山口”，这是由于耗散。在具有较高品质因数的样品中，我们观察到传输响应对频率扫描的滞后分叉行为。Duffing模型用于解释Duffing双稳态图。我们还提出了一个概念，基于超导纳米线的动力学电感依赖于电流的量子比特。
2010-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strongly-coupled nanotube electromechanical resonators
将机电谐振器与碳纳米管量子点耦合是控制电子电荷和自旋量子态的重要方法。利用一种新颖的微转移技术，我们首次在单根碳纳米管上制作了两个强耦合的电调谐机械谐振器。两个谐振器的频率可以单独调谐的底部门，和强耦合之间观察到的电子电荷和声子模式的每个谐振器。此外，任一谐振器的电导可以由另一谐振器中的声子模式非局部调制。在两个谐振腔的声子模之间观察到强耦合，这提供了有效的长距离电子-电子相互作用。理论上分析了两个共振器中声子介导的自旋纠缠的产生。这种强耦合的纳米管机电谐振器阵列为今后研究相干电子-声子相互作用、声子介导的长距离电子相互作用以及纠缠态的产生提供了实验平台。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall
Dynamic strain-mediated coupling of a single diamond spin to a mechanical resonator
混合量子系统的发展对于新兴量子技术的进步至关重要，包括量子信息科学和量子辅助传感。最近的高品质单晶金刚石谐振器的演示导致了显着的兴趣，在一个混合系统组成的氮空位中心自旋，通过晶体应变与宏观机械谐振器的共振声子模式相互作用。然而，氮空位自旋应变相互作用还没有得到很好的表征。在这里，我们展示了动态的，应变介导的耦合的机械运动的金刚石悬臂嵌入氮空位中心的自旋。通过对自旋的量子控制，我们定量地描述了氮空位基态自旋的轴向和横向应变灵敏度。氮空位中心是一个原子尺度的传感器，我们展示了基于自旋的应变成像与应变灵敏度为3 10^（-6）Hz^（-1/2）。最后，我们展示了如何使这种自旋共振器系统的相干自旋声子相互作用的量子制度。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Theory of double Cooper-pair tunneling and light emission mediated by a resonator
通过隧道电子的光子发射可以通过将谐振器定位在隧道结附近并施加适当的电压偏置来促进。然而，对普通金属的研究表明，谐振器也会影响电荷的流动，促进两个电荷的相关隧穿产生一个光子的过程。我们发展了一个理论来分析这种行为在约瑟夫森结通过推导一个有效的哈密顿量描述的过程中，两个库珀对产生一个单光子。我们确定的条件下，运输是由两个库珀对的非相干隧穿为主，同时也揭示了制度的相干双库珀对隧穿。我们表明，该系统也可以显示一个不寻常的形式的光子封锁，因此可以作为一个单光子源。
2019-08-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface-mediated frequency aging beyond quality-factor saturation in an AlScN-on-silicon resonator
University of Michigan（密歇根大学）
该研究针对AlScN-on-silicon谐振器，分离Q与f₀的压力响应，发现气体阻尼与频率平衡为不同状态，品质因数饱和不足以判定真空封装合格性，需额外约束表面介导频率老化。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Resonator-mediated quantum gate between distant charge qubits
本研究理论证明微波谐振器光子可在色散区间介导两个远距离电荷量子比特间的 iSWAP 与 √iSWAP 门，并分析噪声对保真度的影响。
2024-10-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Phonon drag in ballistic quantum wires
计算了一维纳米线中由附近纳米线中的载流弹道通道产生的声子在弹道输运机制中对产生的拖曳电流的声子介导的拖曳贡献。声子介导的拖曳电流相对于偏压或栅极电压的阈值进行了预测。
2001-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic ordering of nitrogen-vacancy centers in diamond via resonator-mediated coupling
金刚石中的氮空位中心是量子信息处理的一个有前途的候选者，也可能是模拟多体物理的理想平台。然而，很难实现氮空位中心之间的相互作用强到足以在实际温度下形成宏观有序相。在这里，我们提出了一个方案，实现远程铁磁伊辛相互作用之间的遥远的氮空位中心，通过使用机械谐振器作为介质。由于长程伊辛模型中的临界温度与自旋数成比例，因此对于具有$\sim10^4$氮空位中心的样品，在数十毫开尔文的温度下可以形成铁磁有序。该方法为利用量子比特系统研究多体物理提供了一个新的平台。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temperature mediated back-action in micro- and nanomechanical resonators
本文提出统一理论框架，通过格林函数解析解研究微纳机械谐振器中热致反作用效应，揭示动力学与涨落对损耗分布的依赖，为超灵敏纳米机械研究奠定基础。
2025-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Dispersive cavity-mediated quantum gate between driven dot-donor nuclear spins
针对远距离核自旋量子比特难以实现双量子比特门的问题，理论研究了微波谐振器与混合量子点-供体系统的相互作用，通过驱动补偿频率失配并实现色散耦合，实现了保真度接近90%的核自旋双量子比特门。
2023-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Synchronization of a superconducting qubit to an optical field mediated by a mechanical resonator
研究了在光机电混合系统中，超导量子比特通过机械谐振器与外光场的同步。利用量子轨道方法研究了同步问题。在一个量子比特的偏振矢量，其中量子比特旋转的偏振矢量的双稳性，观察到一个单一的量子轨迹运行。其中一个稳定状态下的旋转与外部光驱同步。当轨道的数量显著增加时，量子位不再显示双稳态。然而，仍然观察到具有较少量子涨落的同步。该方案可用于通过同步将微波量子比特旋转的相位转移到长寿命的光子，这可能在长距离量子通信中找到应用。此外，这种混合系统可以用来研究量子同步。
2022-05-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Suppression of spin relaxation in an InAs nanowire double quantum dot
研究了InAs纳米线中顶栅双量子点的三重态-单重态弛豫。在泡利自旋封锁制度，泄漏电流可以主要归因于自旋弛豫。而在弱和强点间耦合弛豫是由两个单独的机制，在中间耦合和有限的磁场的弛豫强烈减少。此外，我们还观察到自旋非守恒电流随磁场变化的特征双稳性。我们提出了一个模型，其中这些功能解释的极化核自旋之间的相互作用，超精细和自旋轨道介导的松弛。
2007-01-03 cond-mat.mes-hall
High-fidelity regimes of resonator-mediated controlled-Z gates between quantum-dot qubits
研究通过超越旋转波近似，发现电荷量子比特在实现高保真度远距离CZ门时具有更优性能和鲁棒性。
2025-11-30 cond-mat.mes-hall
Heat flow in InAs/InP heterostructure nanowires
电子和声子之间的热传递在未来基于纳米线的器件的热管理中起着关键作用，但只有少数实验测量纳米线中的电子-声子（e-ph）耦合。在这里，我们结合实验温度测量的InAs/InP异质结构纳米线系统与有限元建模（FEM），以提取信息的热流介导的E-PH耦合。我们发现，在我们的系统中的电子和声子的温度是高度耦合的，即使在温度低至2 K。此外，我们发现的证据表明，通常的幂律温度依赖的电子-声子耦合可能无法正确地描述耦合在纳米线，并表明这一结果是一致的，与以前的研究类似的一维电子系统。我们还比较了所观察到的E-PH耦合的强度的理论分析的E-PH相互作用在InAs纳米线，这预测了一个显着较弱的耦合强度比实验观察到的。
2012-09-22 cond-mat.mes-hall
Indirect strong coupling regime between a quantum dot and a nanocavity mediated by a mechanical resonator
实现光与物质之间的强耦合通常是腔量子电动力学（cQED）中的一个挑战，特别是在固态系统中。由于这个原因，利用替代方法来达到这种状态是有用的，然后产生可靠的量子极化激元。在这项工作中，我们研究了一个系统组成的量子化的单模机械谐振器与一个单模纳米腔和一个二能级单量子点线性相互作用。特别是，我们专注于间接的光-物质相互作用时的声子模式接口的两个部分的行为。通过对哈密顿量的对角化和主方程方法计算密度矩阵，我们证明了光腔中光子与量子点中激子之间强耦合的几个特征。对于腔和机械谐振器之间的大能量失谐，得到了声子色散的有效哈密顿量，该有效哈密顿量能够恢复传统Jaynes-Cummings模型（JCM）的大部分物理特性。为了表征这种介导的耦合，我们在两种模型之间进行了定量比较，并分析了光物质纠缠和系统的纯度，从而在cQED中得到类似的结果。
2018-03-06 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
Monolithic axial InGaAs quantum dot emitters in GaAs-based nanowires via Sb-mediated facet engineering
Walter Schottky Institute, TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学沃尔特·施科特基研究所自然科学学院）；Institute for Physics and Astronomy, Technical University Berlin（柏林工业大学物理与天文学研究所）；Department of Chemistry, Ludwig-Maximilians-University of Munich（慕尼黑大学化学系）；Walter Schottky Institute, TUM School of Computation, Information and Technology, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学沃尔特·施科特基研究所计算、信息与技术学院）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
本研究通过Sb介导的facet工程开发了GaAs基纳米线中的InGaAs量子点发射体，解决了轴向量子发射体的制备难题，实现了单片集成的单光子源。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically driven electron spin resonance mediated by spin-valley-orbit coupling in a silicon quantum dot
利用电压依赖性电场操纵电子自旋的能力是量子自旋电子器件（诸如基于自旋的半导体量子比特）的操作的关键。电自旋控制的一种自然方法是利用所有材料中固有的自旋轨道耦合（SOC）。到目前为止，这种方法还不能应用到硅中的电子，由于其非常弱的SOC。在这里，我们报告了一个实验实现的电驱动的电子自旋共振在绝缘体上硅（SOI）纳米线量子点设备。底层驱动机制的结果从SOC和硅导带的多谷结构，这是增强在调查的纳米线几何形状之间的相互作用。我们提出了一个简单的模型捕捉基本的物理和使用紧束缚模拟更定量的分析。我们讨论了我们的研究结果的相关性，在硅中的紧凑和可扩展的电子自旋量子比特的发展。
2018-02-07 cond-mat.mes-hall
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
Fermi arcs mediated transport in inversion symmetry-broken Weyl semimetal nanowire and its hybrid junctions
本文研究反演对称性破缺 WSM 纳米线及 WSM/WSC 混合结中 Fermi 弧介导的输运，揭示其量子化电导与 Andreev 反射特征，并证明结果对无序鲁棒。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phonon mediated non-equilibrium correlations and entanglement between distant semiconducting qubits
本文从理论上研究了一维耦合机械谐振器链中远距离半导体量子比特之间的非平衡关联和纠缠。每个量子位由双量子点（DQD）定义并嵌入机械谐振器中。这两个量子比特可以通过沿谐振链的声子转移耦合、关联和纠缠。我们计算了不同声子-声子耦合率下的非平衡关联和稳态纠缠，发现了一个由粒子数反转引起的最大稳态纠缠。结果表明，声子-量子比特混合系统可以产生高度可调的关联和纠缠，这将有助于介观物理和固态量子计算的发展.
2020-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of exciton-mediated optical spin-orbit interaction in organic microcrystalline resonators
在光学微谐振器中控制光的自旋-轨道相互作用的能力对于未来的光子学具有根本的重要性。有机微晶由于其巨大的光学各向异性，在自旋光学和拓扑光子学中起着至关重要的作用。在这里，我们实现了可控的和波长相关的Rashba-Dresselhaus自旋轨道相互作用，归因于各向异性激子响应的光学微腔填充有机微晶。我们还研究了由横电模和横磁模分裂引起的自旋-轨道相互作用从占主导地位的光子型到Rashba-Dresselhaus型的自旋-轨道相互作用的转变。这两者的相互作用使我们能够设计有机微腔中光的自旋轨道相互作用，除了其基本利益之外，它还有望在自旋控制的芯片上集成纳米光子元件中应用，以开发非磁性和低成本的自旋光子器件。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
