Четырехфотонный джозефсоновский параметрический СВЧ-усилитель бегущей волны

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

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.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

А. Ломоносов

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

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

Р. Кубраков

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

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

Л. Филиппенко

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

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

Р. Козулин

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

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

В. Крупенин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

В. Корнев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

М. Тарасов

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

Autor responsável pela correspondência
Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Rússia, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Bibliografia

  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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2. Fig. 1. Transmission line with nonlinear inductance.

Baixar (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].

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

Baixar (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).

Baixar (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.

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

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

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

Baixar (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.

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

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

Baixar (37KB)

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024