論文の概要: Impedance-Engineered Josephson Parametric Amplifier with Single-Step Lithography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.09298v1
- Date: Sat, 12 Jul 2025 14:18:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-15 18:48:22.956181
- Title: Impedance-Engineered Josephson Parametric Amplifier with Single-Step Lithography
- Title（参考訳）: シングルステップリソグラフィを用いたインピーダンス駆動ジョセフソンパラメトリック増幅器
- Authors: Lipi Patel, Samarth Hawaldar, Aditya Panikkar, Athreya Shankar, Baladitya Suri,
- Abstract要約: インピーダンス駆動ジョセフソンパラメトリック増幅器 (IEJPA) は単段リソグラフィープロセスで製造された。
我々は5.3GHz中心の広帯域400MHzで18dBの量子制限増幅を観測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We present the experimental demonstration of an impedance-engineered Josephson parametric amplifier (IEJPA) fabricated in a single-step lithography process. Impedance engineering is implemented using a lumped-element series LC circuit. We use a simpler lithography process where the entire device -- impedance transformer and JPA -- are patterned in a single electron beam lithography step, followed by a double-angle Dolan bridge technique for Al-AlO$_x$-Al deposition. We observe nearly quantum-limited amplification with 18 dB gain over a wide 400 MHz bandwidth centered around 5.3 GHz, and a saturation power of -114 dBm. To accurately explain our experimental results, we extend existing theories for impedance-engineered JPAs to incorporate the full sine nonlinearity of both the JPA and the transformer. Our work shows a path to simpler realization of broadband JPAs and provides a theoretical foundation for a novel regime of JPA operation.
- Abstract（参考訳）: 単段リソグラフィプロセスで作製したインピーダンス駆動ジョセフソンパラメトリック増幅器(IEJPA)の実証実験を行った。
インピーダンス工学は、ラム素子直列LC回路を用いて実装される。
インピーダンス変換器とJPAが単一電子ビームリソグラフィのステップでパターン化され、続いてAl-AlO$_x$-Al堆積のための2角ドーランブリッジ技術が続く単純なリソグラフィプロセスを用いる。
我々は5.3GHzを中心とする広帯域400MHzで18dBの量子制限増幅と114dBmの飽和電力を観測した。
実験結果を正確に説明するために, インピーダンス駆動型JPAの既存理論を拡張し, JPAと変圧器の完全な正弦非線形性を取り入れた。
本研究は, ブロードバンドJPAの簡易化への道筋を示し, 新たなJPA運用体制の理論的基盤を提供する。
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