器件几何与材料特性对超导共面波导谐振器中介电损耗的影响
应用物理
2020-08-26 v3 超导电性
量子物理
摘要
超导共面波导（CPW）谐振器是电路量子电动力学（cQED）中的关键器件之一。其性能可能受限于衬底及材料界面处的介电损耗。需要可靠的建模以辅助设计用于 cQED 的低损耗 CPW 结构。我们利用对有损耗区域参与比（participation ratio）的有限元建模，分析了 CPW 结构中介电损耗的几何依赖性。在实际情形中，这些区域的介电常数与损耗角正切的不确定性会给理论预测的参与比带来不确定性。我们提出了一种将损耗仿真与 CPW 谐振器的两能级系统限制品质因数及谐振频率测量相结合的方法。具体而言，我们求解一个反问题以找出能产生测量值的模型参数。通过合理设计 CPW 结构的横截面几何，可获得高品质因数，但低损耗 CPW 谐振器仍需更精确的建模与设计方法以实现未来的重大改进。我们用于求解上述反问题的非线性优化方法正是朝此方向的一步。
引用
@article{arxiv.2002.12801,
title = {Effects of device geometry and material properties on dielectric losses in superconducting coplanar-waveguide resonators},
author = {Valtteri Lahtinen and Mikko Möttönen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.12801},
year = {2020}
}
备注
Minor revision: Typos corrected in numerical values in Fig. 3, Fig. 4, and Fig. 7