利用光刻定义的有机亚铁磁体实现强光子-磁子耦合

我们展示了一个由超导谐振腔光子与以有机亚铁磁体四氰乙烯钒(V[TCNE]$_x$)为载体的磁子组成的混合量子系统。我们的工作动机在于可扩展地将任意形状、低阻尼的磁系统与平面超导电路集成这一挑战,从而启用此前无法实现的多种量子磁子电路设计。例如,通过利用磁子的固有特性,可以实现使用磁子传播而非电流的不可逆磁子介导量子器件。我们利用了V[TCNE]$_x$的特性:其具有超低本征阻尼、可在任意衬底上以低工艺温度生长,并可通过电子束光刻进行图形化。我们展示了由薄膜超导谐振腔耦合到低阻尼薄膜V[TCNE]$_x$微结构组成的混合量子磁子器件的可扩展、光刻集成制造。我们的器件在强耦合区工作,在T$\sim$0.4 K时协作度高达1181(44),适用于可扩展量子电路集成。该工作为探索高协作度混合磁子量子器件铺平了道路,其中磁子电路可以像电线一样容易地设计与制造。