用于电子自旋共振的超导微谐振器:优势、局限与展望
化学物理
2022-01-05 v2 超导电性
摘要
电子自旋共振领域不断需要提升其能力。除其他外,这意味着拥有更好的谐振器,以提供改善的自旋灵敏度,并实现更大的微波磁场功率转换因子。表面微谐振器由介电衬底上的小金属贴片构成,因其极小的模式体积而提供非常好的绝对自旋灵敏度和高转换因子。然而,此类谐振器的品质因数相对较低,抵消了部分显著潜在优势。使用超导贴片替代金属层似乎是解决品质因数问题的合理且直接的方案,至少对于低温下进行的测量如此。尽管如此,由于高磁场中表面产生的电流涡旋,超导材料不易集成到需要高磁场的装置中。这使得从正常导电材料到超导材料的转变高度不平凡。在此我们展示由钇钡铜氧(YBCO)超导材料制成的表面微谐振器的设计、制备与测试结果。我们表明,通过独特的实验装置,这些谐振器即使在约 1.2 T 的高场下也能良好工作。此外,我们分析了电流涡旋对 ESR 信号与自旋相干时间的影响。最后,我们提供了同尺寸 YBCO 与铜谐振器的直接对比,清晰显示其优缺点,并指引该领域未来潜在的发展与改进。
引用
@article{arxiv.2106.04163,
title = {Superconducting microresonators for electron spin resonance, the good, the bad, and the future},
author = {Yaron Artzi and Yakir Yishay and Marco Fanciulli and Moamen Jbara and Aharon Blank},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04163},
year = {2022}
}