論文の概要: Microwave Hall measurements using a circularly polarized dielectric cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.09662v1
- Date: Mon, 15 Apr 2024 10:51:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-16 13:38:59.019259
- Title: Microwave Hall measurements using a circularly polarized dielectric cavity
- Title（参考訳）: 円偏光誘電体空洞を用いたマイクロ波ホール計測
- Authors: M. Roppongi, T. Arakawa, Y. Yoshino, K. Ishihara, Y. Kinoshita, M. Tokunaga, Y. Matsuda, K. Hashimoto, T. Shibauchi,
- Abstract要約: 我々は、円偏光マイクロ波を発生できる高品質な素子を備えた円偏光空洞を開発した。
我々は、金属の小さな単結晶のマイクロ波ホール伝導度を測定するための新しい手法を確立した。
- 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 have developed a circularly polarized dielectric rutile (TiO$_2$) cavity with a high quality-factor that can generate circularly polarized microwaves from two orthogonal linearly polarized microwaves with a phase difference of $\pm\pi/2$ using a hybrid coupler. Using this cavity, we have established a new methodology to measure the microwave Hall conductivity of a small single crystal of metals in the skin-depth region. Based on the cavity perturbation technique, we have shown that all components of the surface impedance tensor can be extracted under the application of a magnetic field by comparing the right- and left-handed circularly polarization modes. To verify the validity of the developed method, we performed test measurements on tiny Bi single crystals at low temperatures. As a result, we have successfully obtained the surface impedance tensor components and confirmed that the characteristic field dependence of the ac Hall angle in the microwave region is consistent with the expectation from the dc transport measurements. These results demonstrate a significant improvement in sensitivity compared to previous methods. Thus, our developed technique allows more accurate microwave Hall measurements, opening the way for new approaches to explore novel topological quantum materials, such as time-reversal symmetry-breaking superconductors.
- Abstract（参考訳）: 我々は,2つの直交線形偏光マイクロ波から円偏光マイクロ波を生成可能な高品質の誘電体共振器(TiO$_2$)キャビティを開発し,位相差が$\pm\pi/2$である。
この空洞を用いて,皮膚深部における金属単結晶のマイクロ波ホール導電率を測定する方法を確立した。
キャビティ摂動法に基づき, 面インピーダンステンソルのすべての成分を, 左右方向の円偏極モードを比較し, 磁場印加により抽出できることを実証した。
提案手法の有効性を検証するため, 低温でのBi単結晶の試験を行った。
その結果,マイクロ波領域におけるacホール角の特性場依存性は,dc輸送測定の期待値と一致していることが確認された。
これらの結果は,従来の方法に比べて感度が有意に向上したことを示している。
これによりマイクロ波ホール測定の精度が向上し、時間反転対称性破壊超伝導体のような新しいトポロジカル量子材料を探索する新たなアプローチの道を開くことができる。
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