利用正硅酸钇作为衬底实现稀土自旋系综与超导谐振器的强协作耦合
介观与纳米尺度物理
2019-06-05 v2 量子物理
摘要
正硅酸钇（YSiO，或 YSO）已被证明是承载稀土离子的便利基质，用于演示具有微波接口的微波量子存储器和光学存储器，并且由于其优良的光学和自旋特性，在相干微波—光学转换方面展现出前景。此类微波应用所需的强耦合可通过直接在 YSiO 上制备超导谐振器来实现，因此我们在此研究使用 YSiO 作为蓝宝石或硅衬底的替代方案，用于超导混合器件制造。我们在掺有同位素富集 Nd 的 YSiO 衬底上制备了频率为 6.008 GHz、低功率品质因数 的 NbN 谐振器。介电损耗测量得到损耗角正切 ，与蓝宝石相当。利用该谐振器进行的电子自旋共振（ESR）测量显示出各向异性 Nd 自旋所预期的特征角依赖性，且谐振器与电子自旋之间的耦合强度处于高协作区（）。这些结果证明了 YSiO 作为低损耗、高 Q 微波谐振器的优良衬底，特别是在与光学可及的稀土自旋耦合的应用中。
引用
@article{arxiv.1901.03262,
title = {High-cooperativity coupling of a rare-earth spin ensemble to a superconducting resonator using yttrium orthosilicate as a substrate},
author = {Gavin Dold and Christoph W. Zollitsch and James O'Sullivan and Sacha Welinski and Alban Ferrier and Philippe Goldner and S. E. de Graaf and Tobias Lindström and John J. L. Morton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.03262},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 3 figures