論文の概要: Piezoelectric microresonators for sensitive spin detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.02212v1
• Date: Fri, 3 May 2024 16:14:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-06 12:16:37.183359
• Title: Piezoelectric microresonators for sensitive spin detection
• Title（参考訳）: 感度スピン検出のための圧電マイクロ共振器
• Authors: Cecile Skoryna Kline, Jorge Monroy-Ruz, Krishna C Balram,
• Abstract要約: 圧電マイクロ共振器は無線通信には不可欠である。 表面磁場(B_1$)は大きい。 これらの表面磁場の存在を実証・実証実験で実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Piezoelectric microresonators are indispensable in wireless communications, and underpin radio frequency filtering in mobile phones. These devices are usually analyzed in the quasi-(electro)static regime with the magnetic field effectively ignored. On the other hand, at GHz frequencies and especially in piezoelectric devices exploiting strong dimensional confinement of acoustic fields, the surface magnetic fields ($B_{1}$) can be significant. This $B_1$ field, which oscillates at GHz frequencies, but is confined to ${\mu}$m-scale wavelengths provides a natural route to efficiently interface with nanoscale spin systems. We show through scaling arguments that $B_1{\propto}f^2$ for tightly focused acoustic fields at a given operation frequency $f$. We demonstrate the existence of these surface magnetic fields in a proof-of-principle experiment by showing excess power absorption at the focus of a surface acoustic wave (SAW), when a polished Yttrium-Iron-Garnet (YIG) sphere is positioned in the evanescent field, and the magnon resonance is tuned across the SAW transmission. Finally, we outline the prospects for sensitive spin detection using small mode volume piezoelectric microresonators, including the feasibility of electrical detection of single spins at cryogenic temperatures.
• Abstract（参考訳）: 圧電マイクロ共振器は無線通信には不可欠であり、携帯電話での無線周波数フィルタリングの基盤となる。 これらのデバイスは通常、準静電状態において解析され、磁場は効果的に無視される。 一方, マイクロ波帯, 特に圧電素子では, 強次元の音場閉じ込めを利用した場合, 表面磁場(B_{1}$)が顕著である。 この$B_1$フィールドは、GHz周波数で振動するが、${\mu}$mスケールの波長に制限されているため、ナノスケールのスピンシステムと効率的に接続するための自然な経路を提供する。 B_1{\propto}f^2$が与えられた操作周波数$f$で密集した音場に対して有効であることを示す。 表面音響波(SAW)の焦点に過剰なパワー吸収を示すことによって,これらの表面磁場の存在を実証する。 最後に, 極低温における単一スピンの電気的検出の可能性を含め, 小モード圧電マイクロ共振器を用いた高感度スピン検出の可能性について概説する。

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