グラフェンJosephson接合を用いた量子雑音制限マイクロ波増幅【JST・京大機械翻訳】

Sarkar Joydip; Salunkhe Kishor V.; Mandal Supriya; Ghatak Subhamoy; Marchawala Alisha H.; Das Ipsita; Watanabe Kenji; Taniguchi Takashi; Vijay R.; Deshmukh Mandar M.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202207606827596 整理番号：22P0325600

グラフェンJosephson接合を用いた量子雑音制限マイクロ波増幅【JST・京大機械翻訳】

Quantum noise limited microwave amplification using a graphene Josephson junction

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発行年： 2022年04月05日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年04月05日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

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Josephson接合(JJ)とそれらの非線形性を含む調整可能な特性は超伝導回路量子電気力学(cQED)のコアを形成する。量子回路では,弱いマイクロ波信号の低雑音増幅が必須であり,Josephsonパラメトリック増幅器(JPA)が広く用いられているデバイスである。既存のJPAは超伝導量子干渉デバイス形状で実現したAl-AlO_x-Alトンネル接合に基づいており,そこでは磁束が周波数を調整するためのノブである。2D van der Waals JJsの最近の実験的実現は,ゲート電位を用いて接合特性と動作点を調整する利点を有する種々のcQEDデバイスを実装する機会を提供する。可能な2D van der Waals cQEDアーキテクチャの他の構成要素が実証されてきたが,量子雑音制限増幅器(必須成分)は実現されていない。ここでは,3.5GHzの線形共鳴ゲート同調性を持つグラフェンJJを用いて,量子雑音制限JPAを実行した。10MHz帯域幅と-130dBm飽和電力による24dB増幅を報告した。最良の単一接合JPAを有するパーの性能。重要なことは,このゲート可変JPAは量子制限雑音領域で動作し,高感度信号処理のための魅力的なオプションになる。本研究は,新しいボロメータ,すなわち,JJ非線形性と共にグラフェンの低熱容量は,量子雑音制限増幅器内部に埋め込まれた極めて敏感なマイクロ波ボロメータをもたらすことができる。一般的に,本研究は,量子増幅器とセンサを統合することにより,2D van der Waals材料のスケーラブルデバイスアーキテクチャの探索を開いた。【JST・京大機械翻訳】

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Josephson接合・素子

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