論文の概要: On-chip Radio Frequency Maser

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.21002v1
• Date: Thu, 23 Jul 2026 07:37:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-24 18:26:25.310674
• Title: On-chip Radio Frequency Maser
• Title（参考訳）: オンチップ無線周波数メーザ
• Abstract要約: 室温固体メーザーは、弱い信号検出のための例外的な周波数選択性と超低雑音を提供する。 ペンタセンの光励起三重項状態を利用した最初のオンチップ無線メーザを室温で実験した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.857837275081582
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Room-temperature solid-state masers offer exceptional frequency selectivity and ultra-low noise for weak-signal detection. However, their reliance on bulky metallic resonators has significantly hindered integration, miniaturization, and extension to lower frequencies. Here, we demonstrate the first on-chip radio-frequency maser operating at room temperature, exploiting optically pumped triplet states of pentacene. The device produces stimulated emission at 106.62 MHz and enables ultra-sensitive microwave magnetic-field detection with a sensitivity of ($\sim 10\,\rm{fT/\sqrt{Hz}}$), functioning simultaneously as a local oscillator and a sensor. By actively controlling microwave dissipation, we achieve efficient regulation of the maser output, revealing a key mechanism for tuning emission in open cavity-free systems. This work extends pentacene-based masers into the radio-frequency regime and establishes a highly integrated on-chip architecture for room-temperature masers, offering a new pathway toward portable quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 室温固体メーザーは、弱い信号検出のための例外的な周波数選択性と超低雑音を提供する。 しかし、バルク金属共振器への依存は、積分、小型化、低周波への拡張を著しく妨げている。 ここでは,ペンタセンの光励起三重項状態を利用して,室内温度で動作させる最初のオンチップ無線メーザを実演する。 この装置は106.62MHzで励起エミッションを生成し、(\sim 10\,\rm{fT/\sqrt{Hz}}$)の感度で超感度マイクロ波磁界検出を可能にし、局所発振器およびセンサとして同時に機能する。 マイクロ波の消散を積極的に制御することにより,マザー出力の効率的な制御を実現し,オープンキャビティフリーシステムにおけるエミッション調整の鍵となるメカニズムを明らかにする。 この研究は、ペンタセン系メーザーを高周波体制に拡張し、室温メーザーのための高度に統合されたオンチップアーキテクチャを確立し、ポータブル量子デバイスへの新たな経路を提供する。

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