Resistively loaded coplanar waveguide for microwave measurements of induced carriers
本研究提出用填充电阻膜的电阻加载共面波导（RLCPW）测量二维电子系统，其可作栅极调控面电荷密度，经Si MOSFET实验验证能将微波传输系数转换为耦合二维电子系统的电导率，还介绍了所需高阻膜的制备工艺。
2022-01-13 cond-mat.mes-hall
Bound states in microwave QED: Crossover from waveguide to cavity regime
在单量子水平上的光-物质相互作用是现代量子技术的许多具有高度基本重要性的机制的核心。量子比特与电磁场模式的单光子的强相互作用由腔/电路电动力学（QED）机制描述，该机制是量子计算的最先进平台之一。波导QED的相反区域，其中量子比特与无限一维空间中的连续模式相互作用，也是最近揭示新量子现象的研究焦点。尽管波导QED的几个关键特征的演示，从实验上可实现的有限尺寸系统的过渡到理论上假设的无限大的设备尺寸既没有严格的理由，也没有完全理解。在本文中，我们制定了一个统一的理论，在一个最小的一组标准近似帐户的物理边界的系统中的所有参数域。考虑两个量子比特在自然具有低频截止的矩形波导中，我们能够考虑无限多个模式，并得到波导传输、量子比特-光子束缚态的寿命以及两个量子比特-光子束缚态之间的交换相互作用的精确描述。为了验证，我们将我们的理论与矩形波导中两个超导量子比特的实验数据进行了比较，展示了波导QED的无限尺寸极限如何出现在有限尺寸系统中。我们的理论可以直接推广到其他波导，如光子晶体和耦合腔阵列。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Waveguide cavity optomagnonics for broadband multimode microwave-to-optics conversion
腔光磁学已经成为研究相干光子-自旋相互作用以及可调谐微波-光转换的一个很有前途的平台。然而，当前在亚铁磁晶体中实现的腔光磁器件在体积上仍然比现有技术的腔光机械器件大几个数量级，导致非常有限的磁光相互作用强度。在这里，我们展示了一种基于集成波导的腔体光磁器件及其在微波-光转换中的应用。通过设计一个亚铁磁脊形波导，以支持多个磁振子模式与最大模式重叠的光场，我们实现了高的磁光协同性，这是三个数量级以上的抛光YIG球上获得的先前记录相比。此外，我们实现了可调谐转换的微波光子在8.45 GHz左右的1550 nm的光与宽转换带宽高达16.1 MHz。该系统的独特功能在量子光学和磁振子之间的交叉点的新应用。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Highly sensitive macro-scale diamond magnetometer operated by dynamical decoupling sequence with coplanar waveguide resonator
利用金刚石中的氮空位（NV）中心进行量子磁测量的最终灵敏度受到NV中心数量和相干时间的限制。为了实现高灵敏度的磁力计，需要在大的检测体积上进行高且均匀的功率密度的微波辐照。在这里，我们展示了一个微波谐振器，以提高微波场的功率密度和光学系统的检测体积为1.4 e-3 mm $^3$。强微波场使我们能够实现48 ns的拉比振荡，这是足够快的相位弛豫时间的NV中心。该系统与去耦脉冲序列XY 16相结合，将自旋相干时间（T2）延长至自旋回波方法的27倍。因此，我们获得了10.8 pT/Hz $^{1/2}$的交流磁场灵敏度使用动态去耦脉冲序列。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall quant-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
Commensurability oscillations in the rf conductivity of unidirectional lateral superlattices: measurement of anisotropic conductivity by coplanar waveguide
通过在单向横向超晶格（ULSL）表面放置一个共面波导来测量微波的衰减，从而测量了ULSL的射频磁导率。ULSL样品的调制主轴垂直（S_perp）和平行（S_||）对微波电场的影响。对于低微波功率，我们观察到预期的各向异性行为的可伸缩性振荡（CO），与CO在样品S_perp和S_||分别由扩散和碰撞贡献主导。在样品S_（1-x）中观察到Shubnikov-de Haas振荡的振幅调制更为显著。||.随着微波功率的增加，两种样品之间的差异被洗掉，让扩散贡献支配两种样品中的CO。用大角度电子-声子散射解释了用高微波功率测量的电导率中预期的方向选择性的失败。
2012-08-25 cond-mat.mes-hall
Direct detection of quasiparticle tunneling with a charge-sensitive superconducting sensor coupled to a waveguide
本文提出一种基于超导量子比特直接耦合波导的准粒子探测器，通过相干散射测量准粒子数宇称，实现快速高信噪比探测，隧穿速率0.8–7 s⁻¹，时间分辨率低于10 μs。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Copper waveguide cavities with reduced surface loss for coupling to superconducting qubits
近年来，利用三维微波波导腔与transmon量子比特耦合，超导量子比特相干时间得到了显著的改善。虽然在这个方向上的许多测量都利用超导铝腔，但最近的其他工作涉及耦合到铜腔的量子位，其相干时间接近0.1 ms。铜为腔壁和量子位芯片的热化提供了良好的路径，尽管大量的腔损耗使传统的色散量子位测量具有挑战性。我们正在探索各种方法来提高三维铜腔的品质因数，包括电解抛光和涂覆超导锡层。我们已经在多次冷却时表征了这些空腔，并发现镀锡是坚固的。此外，我们在这些腔中对transmon量子比特进行了相干测量，并观察到了有希望的性能。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting quantum node for entanglement and storage of microwave radiation
超导电路和微波信号是实现量子网络的良好候选者，量子网络是量子计算机的骨干。我们实现了一个基于三维微波超导腔的量子节点，该腔通过约瑟夫森环调制器与传输线参数耦合。我们首先展示了时间控制的捕获，存储和检索的最佳形状的传播微波场，效率高达80%。然后，我们展示了第二个基本的能力，这是一个纠缠态分布在节点和微波通道之间的定时控制的产生。
2015-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Helium surface fluctuations investigated with superconducting coplanar waveguide resonator
最近的实验上的平面内运动状态的电子漂浮在液氦的表面上的微波谐振器的耦合，揭示了氦表面波动的重要性，这种运动的相干性。在这里，我们调查这些表面波动通过研究超导共面波导（CPW）谐振器充满超流氦的谐振特性，其中谐振器的电磁模式体积的一个重要部分耦合到液体的表面动力学。我们提出了初步的结果，实时CPW谐振器的频率偏移驱动的氦波动，这是量化的，通过其功率谱密度和使用商业加速度计的测量结果进行比较。我们发现，一个相当大的贡献CPW谐振器的噪声来源于氦表面的机械振动所产生的脉冲管（PT）制冷机上的低温恒温器上的实验进行。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconducting coplanar waveguide resonators for low temperature pulsed electron spin resonance spectroscopy
讨论了用于脉冲ESR实验的薄膜超导共面波导微谐振器的设计与实现.与P掺杂Si外延层样品的谐振器的性能相比，波导谐振器在等效条件下。即使对于小尺寸样品也可实现的高填充因子和相对高的Q因子导致优于常规波导谐振器的灵敏度，特别是对于靠近样品表面的自旋。峰值微波功率在几微瓦的量级，这与超低温下的测量兼容。我们还讨论了微波磁场的非均匀性对Hahn回波功率依赖性的影响。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Microwave band gap and cavity mode in spoof-insulator-spoof waveguide with multiscale structured surface
我们提出了一种多尺度欺骗绝缘体欺骗（SIS）波导，通过引入周期性的几何调制的波长尺度的SIS波导制成的完美的电导体。MSIS由多个SIS子单元组成。在小间隙近似下，解析地研究了欺骗表面等离子体激元（SSPP）基导模的色散关系。结果表明，由于布拉格散射，多尺度SIS具有微波带隙（MBG）。提供了设计参数空间中的“间隙图”。我们证明了子单元的几何形状可以有效地调节单元SIS的有效折射率，从而进一步控制MBG的宽度和位置。计算结果与有限元数值计算结果吻合较好。对于给定几何尺寸的有限尺寸MSIS，在毫米尺度下，有限元计算表明，一阶对称SSPP模式在MBG中在4.29 GHz至5.1 GHz的频率范围内具有零传输。在4.58 GHz处的间隙内观察到腔模，其来自多尺度SIS波导中的设计者“点缺陷”。此外，EMPMSIS波导示出具有对称和反对称模式与自己的MBG，分别。这种结构的深亚波长限制和对SSPP传播的极大控制，使其在小型化微波器件中具有潜在的应用前景。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid quantum device based on NV centers in diamond nanomechanical resonators plus superconducting waveguide cavities
我们提出并分析了一种混合器件，它是将一个具有单个内建氮空位（NV）中心自旋的微尺度金刚石梁集成到超导共面波导（CPW）腔中。我们发现在交流电场作用下，金刚石光束的量子化运动可以通过介质相互作用与单腔光子发生强耦合。与经由大磁场梯度的强自旋-运动相互作用一起，它提供了一种混合量子器件，其中金刚石谐振器可以强耦合到单个微波腔光子和单个NV中心自旋。这使得通过机械暗极化激元的NV自旋和CPW腔之间的相干信息传输和有效耦合成为可能。这种混合自旋机电装置，与外部场的可调谐耦合，提供了一个现实的平台，实现量子信息与单NV自旋，金刚石机械谐振器，和单微波光子。
2015-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum and Wave Dynamical Chaos in Superconducting Microwave Billiards
超导微波腔的实验在我们实验室已经进行了二十多年。本文的目的是概括所取得的一些重要成果。本文简要地回顾了（i）在平面圆柱形微波谐振腔（即微波台球）中得到的关于无对称、三重对称和破缺对称的经典混沌系统本征值的普遍涨落性质的结果，（ii）总结了我们关于三维微波谐振腔中波动动力学混沌的研究结果;（iii）提出一种新的方法来理解动态隧穿现象，这种方法是在最近以前所未有的精度进行的实验的基础上开发的，最后，（iv）深入了解一个正在进行的项目，其中我们研究了具有超导微波光子晶体的（人造）石墨烯的通用性质，所述超导微波光子晶体被封装在微波谐振器中，即，所谓的狄拉克台球
2015-04-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Multi-dimensional microwave sensing using graphene waveguides
本文提出了一种电解选通宽带微波传感器，原子级薄的石墨烯层集成到共面波导中，并与微流体通道耦合。测试溶液与石墨烯表面之间的相互作用导致石墨烯的DC和AC电导率的材料和浓度特异性改变。此外，在波导中的波传播被修改的介电性质的材料在其附近通过边缘场，导致在一个组合的传感机制，导致增强的S参数响应相比，金属微波传感器。通过电解门进一步控制石墨烯导电性的可能性使得一种新的多维方法能够合并化学场效应传感和微波测量方法。通过控制和同步频率扫描，电化学门控和微流体通道中的液体流动，我们生成多维数据集，从而能够对所研究的溶液进行彻底的调查。作为概念的证明，我们功能化石墨烯表面，以识别分散在磷酸盐缓冲盐水溶液中的特定单链DNA序列。我们实现了一个完美匹配的DNA链的检测限~1阿托摩尔每升和一个3分贝/十年的亚pM浓度的灵敏度。这些结果表明，我们的设备代表了一种新的和准确的化学和生物传感器。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Piezoelectric transduction of a wavelength-scale mechanical waveguide
我们提出了一个压电式传感器在薄膜锂离子电池，将1.7 GHz的微波信号转换为机械波在1微米宽的波导的单模。我们测量了-12 dB的转换效率，这受到材料损耗的限制。我们采用的设计方法是广泛适用于新兴的声子电路中使用的波长尺度的结构，如在许多光机械微波光量子转换器的心脏的转导。
2019-07-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Hall signal-dominated microwave transmission through graphene-loaded waveguides
本文利用微波传输线谱研究电阻耦合共面波导的单层石墨烯，将透射功率下降归因于量子 Hall 边缘模式，并用纯电阻模型解释长接触区样品近三倍的灵敏度增强。
2024-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Interaction of microwave photons with nanostructured magnetic metasurfaces
微波光子与薄（光子波长相比）磁元表面组成的偶极相互作用的纳米尺度的磁性元件的相互作用的描述的理论形式主义的发展。导出了描述光子在超颖表面边界处透射和反射过程的散射矩阵。作为一个例子的使用开发的形式主义，它表明，内的微带电磁波导的磁性超颖表面的引入定量地改变基本波导模式的色散关系，打开非传播频率带隙中的波导频谱。带隙的频率位置和宽度取决于波导厚度，并且可以通过切换超颖表面的磁性基态来动态地控制。对于足够薄的波导，带隙的位置从超颖表面的谐振吸收频率偏移。在这种情况下，波导内的磁性超颖表面用作有效的反射器，因为超颖表面中的能量吸收很小，并且非传播带隙内的大部分电磁能量被反射。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
A simple all-microwave entangling gate for fixed-frequency superconducting qubits
我们在超导量子比特上实现了一个全微波双量子比特门，量子比特的频率固定在最佳偏置点上。该门不需要额外的子电路，并且可以通过一个量子位在另一个量子位的跃迁频率上的微波辐射幅度来调谐。我们使用该门产生纠缠态，最大提取并发度为0.88，量子过程层析成像显示门保真度为81%。
2011-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum information processing with superconducting qubits in a microwave field
本文研究了在非经典微波场中具有超导环的库珀对盒的量子动力学。我们证明了单光子和多光子过程中拉比振荡的存在，并提出了一种新的基于微波耦合约瑟夫森量子比特的量子计算方案（包括1比特和条件2比特门）.
2003-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Investigating microwave loss of SiGe using superconducting transmon qubits
硅锗（SiGe）是一种具有从晶体管到电光调制器和量子点的多种应用的材料。SiGe的不同性质也使其对涉及超导量子计算的实现具有吸引力。在这里，我们演示了在SiGe层上制作transmon量子比特，并研究了SiGe在低温和单光子微波功率下的微波损耗特性。我们发现弛豫时间高达100 $μ$ s，对应的品质因数Q大于4 M的大垫transmons。获得的高Q值表明SiGe/Si异质结构与超导量子线路的现有技术性能兼容。
2021-03-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave photonics with superconducting quantum circuits
在过去的20年里，超导量子线路在实验和理论上都取得了令人瞩目的进展，它为操纵微波光子提供了一个平台。微波光子学和量子信息处理中的许多新现象推动了超导量子微波电路这一新兴领域的发展。例如，超导量子线路与单个微波光子之间的相互作用可以达到强耦合、超强耦合甚至深强耦合。许多高阶效应，不寻常的和不太熟悉的传统腔量子电动力学与自然原子，已被实验观察到，例如，巨克尔效应、多光子过程和单原子引起的微波光子双稳态。这些发展可能会导致更好地理解量子力学的反直觉性质，并加快从微波光子学到超导量子信息处理的应用。本文综述了超导量子线路在微波光子学中的实验和理论进展。我们希望这次全球审查能够为这个快速发展的领域提供有用的路线图。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optimization of Coplanar Waveguide Resonators for ESR Studies on Metals
本文对高导电金属样品附近共面波导谐振器的电磁微波场进行了模拟和解析计算。CPW结构的设计目的是研究金属重费米子系统中的电子自旋共振（ESR），特别是YbRh $_2$ Si $_2$，接近量子临界点。利用CPW谐振器进行ESR实验，可以在mK温度和广泛的自由选择频率范围内进行研究。因此，它是非常感兴趣的，以评估附近的金属样品的共振共面波导结构的性能。在这里，我们研究的微波场在样品表面的波导结构的样品距离的函数和分析的影响的样品上的谐振器的性能。模拟结果揭示了一个最佳的样品距离的微波磁场在样品中最大化，因此最适合ESR研究。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong magnetic coupling of an ultracold gas to a superconducting waveguide cavity
在超导共面波导谐振腔（CPWR）的近场中放置一个$Q \sim 10^6$超冷原子系综，可以实现CPWR中的单个微波光子与系综中的集体超精细量子比特态的强耦合，其中$g_\textit{eff} / {2 π} \sim 40$ kHz大于$κ/{2 π} \sim 7$ kHz的腔线宽.集成在原子芯片上的这种系统构成了一个混合量子器件，它也可以用于连接固态和原子量子比特，通过微波场研究和控制原子运动，观察微波超辐射，建立集成的微脉塞甚至通过原子冷却谐振腔场。
2008-09-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Microwave-induced coupling of superconducting qubits
研究了微波辐射下两个耦合超导量子比特系统的量子动力学行为。我们发现，当量子比特运行在电荷共简并点时，系统的量子演化可以用一个新的有效哈密顿量来描述，该有效哈密顿量具有两个耦合的量子比特的形式，它们之间的耦合是可调的。该哈密顿量可用于宏观纠缠的实验测试和实现量子门。
2008-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Photon-induced thermal effects in superconducting coplanar waveguide resonators
实验研究了超导铌谐振腔的光学响应。结果发现，随着辐射功率的增加，谐振频率在500 mK以下单调增加，在1 K以上单调减小，在700 mK附近表现出非单调行为。这些观察结果表明，一个可以在三个温度制度，这取决于是否两级系统（TLS）的影响或动力学电感效应占主导地位的辐照谐振器。此外，我们发现，在超低温下的光学响应可以定性地被视为一个光子诱导的热效应的TLS，这可以用来实现热敏光子探测。
2013-10-05 cond-mat.mes-hall
Photodetection of propagating quantum microwaves in circuit QED
我们开发的超材料的理论组成的离散量子吸收器阵列内的一维波导，实现了高效率的微波光子探测器。一个基本的设计包括几个亚稳态超导纳米电路内传播和耦合到一个一维波导中的电路QED设置。由于对光子激发的选择性吸收，{ \it传播}量子微波场的到达会引起吸收体内部能级布居的不可逆转的变化。这种设计是研究使用一个正式的，但简单的量子场论，这使我们能够评估单光子吸收效率为一个和多个吸收体设置。作为一个例子，我们考虑一个特定的设计，结合了共面同轴波导与超导相位量子比特，一个自然的，但不是唯一的操场实验实现。这项工作和一个可能的实验实现可能会刺激“全光”量子信息处理与传播量子微波的到来，其中微波光电探测器可以发挥关键作用。
2009-06-23 astro-ph.IM cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Surface loss simulations of superconducting coplanar waveguide resonators
超导平面谐振器中的损耗目前被认为主要来自表面氧化物耗散，由于实验损耗随材料的选择而变化。我们的模型和模拟的谐振器中的接口表面的损失的大小，并调查功率，谐振器的几何形状和尺寸的依赖性。令人惊讶的是，占主导地位的表面损失被发现从金属基板和基板-空气界面。这一结果将有助于指导器件优化，即使是传统的材料。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
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
Magnetic field resilient high kinetic inductance superconducting niobium nitride coplanar waveguide resonators
我们表征了氮化铌（NbN）$λ/2$共面波导谐振器，这是从一个10 nm厚的薄膜上溅射沉积二氧化硅制备。对于在120°C下生长的薄膜，我们报告了与1 k $Ω$的正常平方电阻相关的超导临界温度为7.4K，导致动力学电感为192 pH/ $\Box$。我们制作的谐振腔的特性阻抗高达4.1k $Ω$和内部品质因数$Q_\mathrm{i} > 10^4$在单光子制度在零磁场。此外，在多光子区中，在6 T面内磁场以及300 mT面外磁场中，使用$Q_\mathrm{i} > 10^4$的谐振器呈现高磁场弹性。这些发现使得这种谐振器成为cQED实验的一个令人信服的选择，该实验涉及在有限磁场中操作的具有小电偶极矩的量子系统。
2021-02-09 cond-mat.mes-hall
Surface scattering and band gaps in rough waveguides and nanowires
波导和纳米线的边界对它们的相干散射特性有很大的影响。因此，设计边界轮廓是具有许多应用的传输和带隙工程的有前途的方法。通过对粗糙波导中微波传输的实验研究，我们证明了最近提出的表面散射理论可以用来预测从边界轮廓测得的传输特性，反之亦然。这个理论的一个新的关键成分是散射机制，它取决于表面轮廓的平方梯度。我们展示了详细的模式分辨微波测量和数值模拟这种散射机制的非平凡的影响。
2012-12-02 cond-mat.mes-hall
Microwave Scattering in the Subohmic Spin-Boson Systems of Superconducting Circuits
本文研究了亚欧姆自旋-玻色子系统微波散射中的量子临界现象，该系统在临界系统-库耦合处表现出量子相变。通过将微波的反射系数与亚欧姆自旋玻色子系统的动态磁化率联系起来，阐明了微波散射中量子临界现象的出现。此外，我们提出了实验装置，实现亚欧姆自旋玻色子系统的超导电路组成的一个电荷量子比特和耗散传输线。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall
Broadband electron spin resonance from 500 MHz to 40 GHz using superconducting coplanar waveguides
我们提出了非传统的电子自旋共振（ESR）实验，使用微加工超导波导。我们表明，一个非常宽的频率范围，从0.5到40 GHz，变得可访问的高频率精度小于1 MHz，在低温下至1.6 K，并在字段高达1.4 T。这允许在频域中准确地检查ESR吸收位置，而不是在场域中更常见的观察。我们证明了扫频ESR对红宝石中Cr ~（3+）原子以及硝酰基-氮氧自由基家族（使用2-（4 '-甲氧基苯基）-4，4，5，5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物，a.k.a. NitPhOMe）。1.6和30 K之间的测量揭示了一个小的频率偏移的ESR和共振加宽低于临界温度，我们都归因于修改的磁场配置由于屏蔽电流的外观。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
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
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
Quantum Dynamics of a Microwave Driven Superconducting Phase Qubit Coupled to a Two-Level System
我们提出了一个分析和全面的描述耦合到一个微观两能级系统（TLS）的微波共振驱动超导相位量子比特的量子动力学，涵盖了广泛的外部微波场强度。我们的模型预测了几个有趣的现象，在这样一个交流驱动的四能级二分系统，包括反常拉比振荡，高对比度拍拉比振荡，和非凡的双光子跃迁。我们在耦合量子位TLS系统中的实验结果与理论模型的预测在定量上非常一致。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Experimental demonstrations of high-Q superconducting coplanar waveguide resonators
设计并成功制作了一种吸收型超导共面波导谐振器。谐振器是由铌膜（约160 nm厚）的高阻硅基板上，每个谐振器被制作为曲折的四分之一波长传输线（一端短路接地，另一端电容耦合到通过馈线）。利用矢量网络分析仪，我们测量了在超低温下（例如，在20 mK下），并发现它们的负载品质因数显著高，即，到10^6。随着温度从基础温度缓慢增加（即，20 mK）时，我们观察到谐振器的谐振频率发生了蓝移，品质因数略有降低。原则上，这种类型的CPW器件可以将一系列谐振器与公共馈线集成在一起，使其成为用于耦合远程固态量子比特的数据总线或单光子灵敏探测器的有希望的候选者。
2013-04-11 cond-mat.mes-hall
Electrochemically-gated Graphene Broadband Microwave Waveguides for Ultrasensitive Biosensing
本文提出电化学门控石墨烯共面波导微流控传感器，结合宽带微波散射参数与机器学习，在1 aM浓度下区分完全匹配、单碱基错配和不相关DNA，分类准确率超过97%。
2023-01-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.bio-ph
Superconducting single-mode contact as a microwave-activated quantum interferometer
在亚带隙电压偏置的超导量子点接触的动力学被示出强烈的微波电磁场的影响。在时间上本地化的序列之间的干扰，微波引起的Landau-Zener过渡之间的电流携带Andreev水平的结果在能量吸收和在几个数量级的亚间隙电流的增加。在电流是反偏置电压的振荡函数的意义上，接触是干涉仪。Andreev能级光谱和微波检测的可能应用进行了讨论。
1998-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fast and Continuous Detection of Single Microwave Photons via Photo-assisted Quasiparticle Tunneling to a Superconducting Island
Université Paris-Saclay, CNRS（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心）
提出一种基于光辅助准粒子隧穿事件的微波单光子探测器，通过微波反射测量连续监测岛电荷宇称，实现10%探测效率、亚50纳秒时间分辨率和短死时间。
2026-06-15 cond-mat.mes-hall
Broadband architecture for galvanically accessible superconducting microwave resonators
在许多混合量子系统中，需要将直流控制与共面波导（CPW）微波谐振器相结合的超导电路。到目前为止，向微波谐振器施加DC电压或电流偏置的策略是通过对称点施加偏置，使得对于某些频率，偏置表现为开路。在这里，我们介绍了一个微波耦合器的超导共面波导腔在一个大的并联电容到地的形式。这种耦合器充当微波的宽带反射镜，同时提供与谐振器的中心导体的电流连接。我们证明了这种方法与两端口$λ/4$ -传输谐振器的线宽在MHz制度（$Q\sim10^3$），没有杂散谐振，并施加电压偏置高达$80$ V，而不影响谐振器的品质因数。这种谐振器耦合结构，这是简单的工程，制造和分析，可能有许多潜在的应用在实验中涉及超导混合电路。
2015-11-22 cond-mat.mes-hall
Scanning-probe quantum sensing of microwave and static magnetic field response of an on-chip superconducting resonator
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
利用扫描探针量子显微镜，通过Rabi振荡测量实现对超导谐振器微波磁场的纳米级传感，并可视化静磁场下超导涡旋的形成、演化和脱钉过程。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
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
High coherence superconducting microwave cavities with indium bump bonding
低损耗腔在构建高相干超导量子计算机中具有重要意义。在部件之间生成高质量的接头对于使用电路量子电动力学（cQED）框架实现可扩展量子计算机至关重要。在本文中，我们采用铟凸点键合技术的cQED架构，以实现高品质的超导芯片之间的微波接头。我们使用这种技术来制造紧凑的超导腔的多层微波集成量子线路（MMIQC）架构，并实现单光子品质因数超过300万或单光子寿命接近5毫秒。为了量化所产生的接缝的性能，我们制造微波带状线谐振器在多个部分连接不同数量的债券，导致在很宽的接缝导纳。测量的品质因数与设计的接缝导纳相结合，使我们能够将接缝的电导限制在$g_\text{seam} \ge 2\times 10^{10} /(Ω\text{m})$。这样的电导应该能够构造具有至少十亿的品质因数的微机械超导腔。这些结果表明，在MMIQC架构内构建非常高质量的微波结构的能力。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fabrication and Characterization of Aluminum Airbridges for Superconducting Microwave Circuits
基于共面波导（CPW）的超导微波电路易受寄生槽线模的影响，从而导致损耗和退相干。我们鼓励使用超导空气桥作为一种可靠的方法，防止这些模式的传播。我们描述了这些空气桥超导谐振器，我们用它来测量由于放置在CPW线空气桥的损失的制造。我们发现，在单光子水平的额外损失是很小的，并在较高的驱动功率降低。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Efficient on-chip source of microwave photon pairs in superconducting circuit QED
我们描述了一种在超导传输线谐振器中通过参量下转换有效产生微波光子对的方案，该超导传输线谐振器耦合到充当人工原子的库珀对盒。通过相对于腔模式适当地调谐前三个能级，下转换概率可以变得比用于光学光子的最有效的方案中更高。我们通过数值模拟耦合腔盒系统的耗散量子动力学来证明这一点，并讨论了退相和弛豫的影响。这里分析的设置可能会形成未来的纠缠微波光子的芯片源的基础。
2006-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Broadband Sample Holder for Microwave Spectroscopy of Superconducting Qubits
我们提出了一个实用的设计和实现的宽带样品架，适用于微波实验与超导集成电路在毫开尔文温度。建议的设计可以很容易地集成在标准稀释低温恒温器中，在0至32 GHz的频率范围内具有平坦的通带响应，允许对基板尺寸高达4x4 mm的样品进行RF测试。通过设计考虑，分析并防止了支架结构中的寄生高模干扰。所开发的装置可用于表征超导参量放大器，测辐射热计和量子比特。我们通过在20 mK温度下表征超导通量量子比特来测试所设计的样品保持器。
2014-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
