論文の概要: Strong photon-magnon coupling using a lithographically defined organic
ferrimagnet
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.04423v1
- Date: Thu, 8 Dec 2022 17:31:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 18:15:21.648185
- Title: Strong photon-magnon coupling using a lithographically defined organic
ferrimagnet
- Title（参考訳）: リソグラフィーによる有機フェリマグネットを用いた強光子-マグノンカップリング
- Authors: Qin Xu, Hil Fung Harry Cheung, Donley S. Cormode, Tharnier O. Puel,
Huma Yusuf, Michael Chilcote, Michael E. Flatt\'e, Ezekiel Johnston-Halperin,
and Gregory D. Fuchs
- Abstract要約: 有機系フェライト系バナジウムテトラシアノエチレン(V[TCNE]$_x$)でホストされる超伝導共振子光子とマグノンからなるハイブリッド量子系
我々は、薄膜超伝導共振器と低減衰薄膜V[TCNE]$_x$マイクロ構造を結合したハイブリッド量子マグノンデバイスのスケーラブルでリソグラフィ的に集積された製造を実証した。
この研究は、磁気回路を電線のように簡単に設計・製造できる高協力性ハイブリッドマグノン量子デバイスを探索するための道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5622352308617318
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate a hybrid quantum system composed of superconducting resonator
photons and magnons hosted by the organic-based ferrimagnet vanadium
tetracyanoethylene (V[TCNE]$_x$). Our work is motivated by the challenge of
scalably integrating an arbitrarily-shaped, low-damping magnetic system with
planar superconducting circuits, thus enabling a host of quantum magnonic
circuit designs that were previously inaccessible. For example, by leveraging
the inherent properties of magnons, one can enable nonreciprocal
magnon-mediated quantum devices that use magnon propagation rather than
electrical current. We take advantage of the properties of V[TCNE]$_x$, which
has ultra-low intrinsic damping, can be grown at low processing temperatures on
arbitrary substrates, and can be patterned via electron beam lithography. We
demonstrate the scalable, lithographically integrated fabrication of hybrid
quantum magnonic devices consisting of a thin-film superconducting resonator
coupled to a low-damping, thin-film V[TCNE]$_x$ microstructure. Our devices
operate in the strong coupling regime, with a cooperativity as high as 1181(44)
at T$\sim$0.4 K, suitable for scalable quantum circuit integration. This work
paves the way for the exploration of high-cooperativity hybrid magnonic quantum
devices in which magnonic circuits can be designed and fabricated as easily as
electrical wires.
- Abstract（参考訳）: 有機系フェライトマグネットであるバナジウムテトラシアノエチレン(V[TCNE]$_x$)でホストされる超伝導共振器光子とマグノンからなるハイブリッド量子系を実証した。
我々の研究は、任意形状の低減衰磁気システムと平面超電導回路をスカラー化することで、これまでアクセスできなかった量子マグネティック回路の設計をホスト可能にするという課題に動機づけられている。
例えば、マグノンの性質を活用することで、電流ではなくマグノンの伝播を利用する非相互マグノン媒介の量子デバイスを可能にすることができる。
超低固有の減衰を持つV[TCNE]$_x$の特性を利用して、任意の基板上で低温で成長することができ、電子ビームリソグラフィーによりパターン化することができる。
我々は、薄膜超伝導共振器と低減衰薄膜V[TCNE]$_x$マイクロ構造を結合したハイブリッド量子マグノンデバイスのスケーラブルでリソグラフィ的に集積された製造を実証した。
我々のデバイスは強結合状態で動作し、t$\sim$0.4 k で 1181(44) の協調性を持ち、スケーラブルな量子回路統合に適している。
この研究は、磁気回路を電線のように簡単に設計・製造できる高協力性ハイブリッドマグノン量子デバイスを探索するための道を開いた。
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