論文の概要: Gigahertz phononic integrated circuits on thin-film lithium niobate on sapphire

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.04961v1
• Date: Thu, 9 Jul 2020 17:51:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 21:16:34.200728
• Title: Gigahertz phononic integrated circuits on thin-film lithium niobate on sapphire
• Title（参考訳）: サファイア上のニオブ酸リチウム薄膜上のギガヘルツ音波集積回路
• Authors: Felix M. Mayor, Wentao Jiang, Christopher J. Sarabalis, Timothy P. McKenna, Jeremy D. Witmer, Amir H. Safavi-Naeini
• Abstract要約: 本研究では,サファイアのニオブ酸リチウム薄膜における強圧電効果を利用して誘導音波を励起するプラットフォームを提案する。 これらの成分を結合させて音響遅延線, レーストラック共振器, メアンダーライン導波路を実現し, センサへの応用を図った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.86413150130483
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Acoustic devices play an important role in classical information processing. The slower speed and lower losses of mechanical waves enable compact and efficient elements for delaying, filtering, and storing of electric signals at radio and microwave frequencies. Discovering ways of better controlling the propagation of phonons on a chip is an important step towards enabling larger scale phononic circuits and systems. We present a platform, inspired by decades of advances in integrated photonics, that utilizes the strong piezoelectric effect in a thin film of lithium niobate on sapphire to excite guided acoustic waves immune from leakage into the bulk due to the phononic analogue of index-guiding. We demonstrate an efficient transducer matched to 50 ohm and guiding within a 1-micron wide mechanical waveguide as key building blocks of this platform. Putting these components together, we realize acoustic delay lines, racetrack resonators, and meander line waveguides for sensing applications. To evaluate the promise of this platform for emerging quantum technologies, we characterize losses at low temperature and measure quality factors on the order of 50,000 at 4 kelvin. Finally, we demonstrate phononic four-wave mixing in these circuits and measure the nonlinear coefficients to provide estimates of the power needed for relevant parametric processes.
• Abstract（参考訳）: 音響装置は古典的情報処理において重要な役割を果たす。 機械波の速度と損失の減少により、無線およびマイクロ波周波数での電気信号の遅延、フィルタリング、保存のためのコンパクトで効率的な要素が実現される。 チップ上のフォノンの伝搬をより良く制御する方法を見つけることは、より大規模なフォノン回路やシステムを実現するための重要なステップである。 我々は, サファイア上のニオブ酸リチウム薄膜における強い圧電効果を利用して, インデックス誘導のフォノニックアナログによるバルクへの漏洩を免れる導波路を励起する, 集積光工学の数十年にわたる進歩に触発されたプラットフォームを提案する。 我々は、50オームの効率の良いトランスデューサを示し、1ミクロン幅の機械導波路をこのプラットフォームのキービルディングブロックとして案内する。 これらの部品を組み合わせることで,音波遅延線路,レーストラック共振器,蛇行導波路を実現する。 新興量子技術に対するこのプラットフォームの将来性を評価するため、低温での損失を特徴付け、4ケルビンで50,000のオーダーで品質要因を測定する。 最後に、これらの回路における音波4波混合を実演し、非線形係数を測定し、関連するパラメトリックプロセスに必要な電力の推定を行う。

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