論文の概要: Quantum paraelectric varactors for radio-frequency measurements at mK
temperatures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.03588v1
- Date: Tue, 7 Jul 2020 16:12:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 01:40:22.017327
- Title: Quantum paraelectric varactors for radio-frequency measurements at mK
temperatures
- Title（参考訳）: mK温度における高周波測定のための量子パラ誘電体バリア
- Authors: P. Apostolidis, B. J. Villis, J. F. Chittock-Wood, A. Baumgartner, V.
Vesterinen, S. Simbierowicz, J. Hassel and M. R. Buitelaar
- Abstract要約: チタン酸ストロンチウムバラクターは6mKで完全インピーダンス整合および共振器周波数チューニングを実現できることを示す。
これにより、カーボンナノチューブ量子ドットデバイスの高周波読み出し信号-雑音比を最適化できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Radio-frequency reflectometry allows for fast and sensitive electrical
readout of charge and spin qubits hosted in quantum dot devices coupled to
resonant circuits. Optimizing readout, however, requires frequency tuning of
the resonators and impedance matching. This is difficult to achieve using
conventional semiconductor or ferroelectric-based varactors in the detection
circuit as their performance degrades significantly in the mK temperature range
relevant for solid-state quantum devices. Here we explore a different type of
material, strontium titanate, a quantum paraelectric with exceptionally large
field-tunable permittivity at low temperatures. Using strontium titanate
varactors we demonstrate perfect impedance matching and resonator frequency
tuning at 6 mK and characterize the varactors at this temperature in terms of
their capacitance tunability, dissipative losses and magnetic field
sensitivity. We show that this allows us to optimize the radio-frequency
readout signal-to-noise ratio of carbon nanotube quantum dot devices to achieve
a charge sensitivity of 4.8 $\mu$e/Hz$^{1/2}$ and capacitance sensitivity of
0.04 aF/Hz$^{1/2}$.
- Abstract（参考訳）: 高周波反射計は、共振回路と結合した量子ドットデバイスにホストされる電荷とスピン量子ビットの高速で感度の高い読み出しを可能にする。
しかし、読み出しの最適化には共振器の周波数調整とインピーダンスマッチングが必要である。
これは、固体量子デバイスに関連するmk温度範囲で性能が著しく低下するため、従来の半導体または強誘電体ベースのヴァリクタを用いた検出回路では実現が困難である。
ここでは、低温で非常に大きな電誘電率を持つ量子パラ誘電体であるチタン酸ストロンチウムを探索する。
チタン酸ストロンチウムバラクタを用いて6mkで完全なインピーダンスマッチングと共振器周波数チューニングを示し、その静電容量チューナビリティ、散逸損失、磁界感度の観点から、この温度でのバラクタを特徴付ける。
これにより、カーボンナノチューブ量子ドットデバイスの高周波読み出し信号-ノイズ比を最適化し、4.8$\mu$e/Hz$^{1/2}$の電荷感度と0.04 aF/Hz$^{1/2}$の容量感度を達成することができる。
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