在动力学电感参量放大器中原位放大自旋回波
量子物理
2023-05-09 v2
摘要
近年来，超导微谐振腔与量子极限 Josephson 参量放大器的结合使脉冲电子自旋共振 (ESR) 测量的灵敏度提升了四个数量级以上。迄今为止，微波谐振腔与放大器被设计为独立组件，这主要由于基于 Josephson 结的器件即便在中等磁场下也不兼容。这导致了在严苛环境下运行的复杂谱仪，为该技术的广泛应用造成了技术壁垒。在此，我们通过将自旋系综直接与一个弱非线性微波谐振腔电感耦合来规避此问题，该谐振腔由抗磁场的薄超导膜制成。我们以 ~pL 有效模体积进行脉冲 ESR 测量，并使用同一器件放大所得自旋信号，最终在 400 mK 温度下单次 Hahn 回波测量中实现了 个自旋的灵敏度。我们在高达 254~mT 的磁场下演示了组合功能，凸显了该技术在对更常规 ESR 操作条件下的应用潜力。
引用
@article{arxiv.2211.11333,
title = {In-situ amplification of spin echoes within a kinetic inductance parametric amplifier},
author = {Wyatt Vine and Mykhailo Savytskyi and Daniel Parker and James Slack-Smith and Thomas Schenkel and Jeffrey C. McCallum and Brett C. Johnson and Andrea Morello and Jarryd J. Pla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.11333},
year = {2023}
}