論文の概要: Magnetic-field dependence of a Josephson traveling-wave parametric
amplifier and integration into a high-field setup
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.19398v1
- Date: Thu, 29 Feb 2024 17:57:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-01 13:35:19.079665
- Title: Magnetic-field dependence of a Josephson traveling-wave parametric
amplifier and integration into a high-field setup
- Title（参考訳）: ジョセフソン走行波パラメトリック増幅器の磁場依存性と高磁場設定への積分
- Authors: L. M. Janssen, G. Butseraen, J. Krause, A. Coissard, L. Planat, N.
Roch, G. Catelani, Yoichi Ando, C. Dickel
- Abstract要約: フォトニック結晶ジョセフソン走行波パラメトリック増幅器(TWPA)における磁場の影響について検討する。
ジョセフソン接合部における臨界電流の抑制を考慮し,TWPAのフォトニックバンドギャップとプラズマ周波数の変化をモデル化できることが示唆された。
- 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: We investigate the effect of magnetic field on a photonic-crystal Josephson
traveling-wave parametric amplifier (TWPA). We show that the observed change in
photonic bandgap and plasma frequency of the TWPA can be modeled by considering
the suppression of the critical current in the Josephson junctions (JJs) of the
TWPA due to the Fraunhofer effect and closing of the superconducting gap.
Accounting for the JJ geometry is crucial for understanding the field
dependence. In one in-plane direction, the TWPA bandgap can be shifted by 2 GHz
using up to 60 mT of field, without losing gain or bandwidth, showing that
TWPAs without SQUIDs can be field tunable. In the other in-plane direction, the
magnetic field is perpendicular to the larger side of the Josephson junctions,
so the Fraunhofer effect has a smaller period. This larger side of the JJs is
modulated to create the bandgap. The field interacts more strongly with the
larger junctions, and as a result, the TWPA bandgap closes and reopens as the
field increases, causing the TWPA to become severely compromised already at 2
mT. A slightly higher operating limit of 5 mT is found in out-of-plane field,
for which the TWPA's response is hysteretic. These measurements reveal the
requirements for magnetic shielding needed to use TWPAs in experiments where
high fields at the sample are required; we show that with magnetic shields we
can operate the TWPA while applying over 2 T to the sample.
- Abstract（参考訳）: フォトニック結晶ジョセフソン走行波パラメトリック増幅器(TWPA)における磁場の影響について検討した。
超伝導ギャップのフラウンホーファー効果と閉体によるtwpaのジョセフソン接合(jjs)における臨界電流の抑制を考慮して,twpaのフォトニックバンドギャップとプラズマ周波数の変化をモデル化できることを示した。
JJ幾何学の会計は、場の依存を理解するために重要である。
一方の面内方向では、TWPAバンドギャップを最大60mTのフィールドで2GHzシフトでき、利得や帯域幅を損なうことなく、SQUIDのないTWPAをフィールド調整できることを示す。
他の平面方向では、磁場はジョセフソン接合のより大きな側と垂直であり、フラウンホーファー効果はより小さい周期である。
JJのこの大きな側面は、バンドギャップを作成するために変調される。
フィールドはより大きなジャンクションとより強く相互作用し、その結果、twpaバンドギャップは、フィールドが増加するにつれて閉じて再オープンし、twpaは既に2mtで深刻な損傷を受け、twpaの応答がヒステリックである平面外フィールドにおいてわずかに高い5mtの動作限界が見つかる。
これらの測定により,試料の高磁場を必要とする実験において,TWPAの使用に必要な磁気シールドの必要性が明らかとなった。
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