論文の概要: Dually tunable YBCO coplanar waveguide resonators based on helium-ion-generated Josephson inductances

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.30425v1
• Date: Thu, 28 May 2026 18:00:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-01 20:56:50.153854
• Title: Dually tunable YBCO coplanar waveguide resonators based on helium-ion-generated Josephson inductances
• Title（参考訳）: ヘリウムイオン発生ジョセフソンインダクタンスに基づくYBCOコプラナー導波路共振器
• Authors: Kenny Fohmann, Timo J. Glebe-Märklin, Benedikt Wilde, Mohamad Kazouini, Christoph Schmid, Dieter Koelle, Reinhold Kleiner, Daniel Bothner,
• Abstract要約: ジョセフソンインダクタンスのない超伝導マイクロ波回路は、量子情報科学から天体物理粒子検出器まで、多くの実験と技術のためのスイス陸軍のナイフである。 既存の様々な回路タイプ、薄膜材料、ジョセフソン接合技術にもかかわらず、高磁場・高温応用のための柔軟で信頼性の高いプラットフォームはまだ発見されていない。 本稿では,高温銅酸化物超伝導体YBa$$Cu$_3$O$_7$(YBCO)のコプラナー導波路空洞について検討する。 我々は強いフラックス可変マイクロ波共振器を得る
• 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: Superconducting microwave circuits with and without Josephson inductances are the Swiss Army knife for many experiments and technologies from quantum information science to astrophysical particle detectors. Despite a large variety of existing circuit types, thin film materials and Josephson junction technologies, a flexible and reliable platform for high-magnetic-field and high-temperature applications is yet to be found. In this manuscript, we investigate coplanar waveguide cavities made of the high-temperature cuprate superconductor YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ (YBCO), integrated with Josephson inductances and quantum interferometers that are generated by the controlled local irradiation of the YBCO with a focused helium ion beam. We obtain strongly flux-tunable microwave resonators, which not only display periodic interferometer oscillations of resonance frequency and decay rate, but also a superimposed Fraunhofer-like modulation pattern. The latter originates from the magnetic field tuning of the individual Josephson junction critical currents due to the out-of-plane junction barriers. It allows adjusting resonance frequency and flux responsivity independently of each other, potentially enabling tunable microwave circuits with low sensitivity to external magnetic-field noise over a broad range of frequencies. Finally, we investigate the temperature dependence of the cavities, show that they have promising characteristics up to 14$\,$K, and present a model for the junction-induced cavity losses.
• Abstract（参考訳）: ジョセフソンインダクタンスのない超伝導マイクロ波回路は、量子情報科学から天体物理粒子検出器まで、多くの実験と技術のためのスイス陸軍のナイフである。 既存の様々な回路タイプ、薄膜材料、ジョセフソン接合技術にもかかわらず、高磁場・高温応用のための柔軟で信頼性の高いプラットフォームはまだ発見されていない。 本稿では, 高温超伝導体YBa$_2$Cu$_3$O$_7$(YBCO)で作製したコプラナー導波路空洞を, 集束ヘリウムイオンビームによるYBCOの局所照射によって発生するジョセフソンインダクタンスと量子干渉計と統合して検討する。 共振周波数と減衰率の周期的干渉計振動だけでなく、重畳されたフラウンホーファー様変調パターンを表示できる強フラックス可変マイクロ波共振器を得る。 後者は、面外接合障壁によるジョセフソン接合臨界電流の磁場チューニングに由来する。 共鳴周波数とフラックス応答性は互いに独立して調整可能であり、広い周波数にわたって外部磁場ノイズに対する感度の低い可変マイクロ波回路を可能にする可能性がある。 最後に, キャビティの温度依存性について検討し, 最大14$\,$Kのキャビティ特性を示すとともに, 接合によるキャビティ損失のモデルを提案する。

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