Четырехфотонный джозефсоновский параметрический СВЧ-усилитель бегущей волны

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Джозефсоновские параметрические усилители бегущей волны могут обладать широким частотным диапазоном усиления, высокой чувствительностью и низким уровнем шума, что делает их перспективными для квантовых вычислений, систем считывания матричных приемников, спектроскопии, однофотонных детекторов и др. В данной работе исследованы образцы параметрических усилителей бегущей волны на основе трехслойной структуры Nb/AlOx/Nb типа сверхпроводник–изолятор–сверхпроводник (СИС) с единичной ячейкой типа SNAIL (Superconducting Nonlinear Asymmetric Inductive eLements) из кинетической индуктивности четырех СИС-переходов и нелинейной индуктивности меньшего СИС-перехода. Ячейки поочередно включены в противофазе по магнитному потоку, за счет внешнего магнитного поля может быть реализован отрицательный знак нелинейности Керра и уменьшение рассогласования по фазе для частоты накачки, частоты сигнала и зеркальной частоты. Измерены спектры пропускания образцов при температурах 4.2 К и 2.8 К в диапазоне частот 0.1–6 ГГц.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

А. Ломоносов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Р. Кубраков

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Л. Филиппенко

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Р. Козулин

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

В. Крупенин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

В. Корнев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

М. Тарасов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Ресей, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Әдебиет тізімі

  1. Cullen A. L. //P roceedings of the IEE-Part B: Electronic and Communication Engineering. 1960. V. 107. № 32. P. 101. https://doi.org/10.1049/pi-b-2.1960.0085
  2. Nikolaeva A.N. , Kornev V.K. , Kolotinsiy N.V. // MDPI Appl. Sci. 2023. V. 13. P. 8236. https://doi.org/10.3390/app13148236
  3. Bell M.T. , Samolov A. // Phys. Rev. Appl. 2015. V. 4. P. 024014. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.4.024014
  4. Randavie A. , Esposito M. , Planat L. , Bonet E. , Naud C., Buisson O., Guichard W., Roch N. // Nature Communications. 2022. V. 13. P. 737. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29375-5
  5. Тарасов М., Гунбина А., Лемзяков С., Нагирная Д., Фоминский М., Чекушкин А., Кошелец В., Голдобин Э. // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 9. С. 1223.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2. Fig. 1. Transmission line with nonlinear inductance.

Жүктеу (12KB)
3. Fig. 2. Real and imaginary parts of the impedance of a continuous line using a simple formula and calculation of the impedance mismatch of a discrete line with a real load [2].

Жүктеу (79KB)
4. Fig. 3. Schematic representation of amplification in two modes: four-wave and three-wave.

Жүктеу (57KB)
5. Fig. 4. Cells in the form of an RF SQUID (1), a DC SQUID (2), a kinetic inductance of four DPs (3), a SNAIL structure in the form of a SQUID with a loop of kinetic inductance of four large DPs and one small nonlinear DP (4), the same with two small DPs (5).

Жүктеу (19KB)
6. Fig. 5. On the left is a schematic image of a SNAIL type DPUBV cell (superconducting levels are indicated in red and blue, Josephson junctions are indicated in gray circles), on the right is a real image of a fragment of the manufactured circuit in an optical profilometer.

Жүктеу (207KB)
7. Fig. 6. Design of the DPUBV chip.

Жүктеу (181KB)
8. Fig. 7. Measurement scheme in a Gifford-McMahon cryostat.

Жүктеу (56KB)
9. Fig. 8. Sample holder on the left and cold board on the right.

Жүктеу (334KB)
10. Fig. 9. Volt-ampere characteristic of a short chain of 50 SNAIL cells, calculated total gap 2.8 ∙ 4 ∙ 100 = 112 mV, measured critical current 1 μA.

Жүктеу (31KB)
11. Fig. 10. Spectrum at the output of the sample with a pump signal of 6.1 GHz.

Жүктеу (36KB)
12. Fig. 11. Approximation of the transmission spectra of the DPUBW with (A) and (B) 6.1 GHz pumping turned on.

Жүктеу (37KB)

© Russian Academy of Sciences, 2024