约瑟夫森行波参量放大器的磁场依赖性及其在高场装置中的集成
量子物理
2024-11-12 v1 介观与纳米尺度物理
超导电性
摘要
我们研究了磁场对光子晶体约瑟夫森行波参量放大器 (TWPA) 的影响。我们表明，通过考虑由于 Fraunhofer 效应和超导能隙闭合导致的 TWPA 约瑟夫森结 (JJs) 中临界电流的抑制，可以对观察到的 TWPA 光子带隙和等离子体频率的变化进行建模。考虑 JJ 几何结构对于理解场依赖性至关重要。在一个面内方向上，使用高达 60 mT 的磁场可以使 TWPA 带隙移动 2 GHz，而不会损失增益或带宽，这表明不含 SQUID 的 TWPA 具有场可调谐性。在另一个面内方向上，磁场垂直于约瑟夫森结的较大侧面，因此 Fraunhofer 效应的周期较小。该较大侧面被调制以产生带隙。磁场与较大的结相互作用更强，结果导致 TWPA 带隙随着磁场增加而闭合再打开，使得 TWPA 在仅 2 mT 时便受到严重损害。在面外场中发现略高的运行极限为 5 mT，此时 TWPA 的响应具有迟滞性。这些测量揭示了在样品需要高场的实验中使用 TWPA 所需的磁屏蔽要求；我们表明，通过磁屏蔽，我们可以在向样品施加超过 2 T 磁场的同时运行 TWPA。
引用
@article{arxiv.2402.19398,
title = {Magnetic-field dependence of a Josephson traveling-wave parametric amplifier and integration into a high-field setup},
author = {L. M. Janssen and G. Butseraen and J. Krause and A. Coissard and L. Planat and N. Roch and G. Catelani and Yoichi Ando and C. Dickel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.19398},
year = {2024}
}