Четырехфотонный джозефсоновский параметрический СВЧ-усилитель бегущей волны

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Джозефсоновские параметрические усилители бегущей волны могут обладать широким частотным диапазоном усиления, высокой чувствительностью и низким уровнем шума, что делает их перспективными для квантовых вычислений, систем считывания матричных приемников, спектроскопии, однофотонных детекторов и др. В данной работе исследованы образцы параметрических усилителей бегущей волны на основе трехслойной структуры Nb/AlOx/Nb типа сверхпроводник–изолятор–сверхпроводник (СИС) с единичной ячейкой типа SNAIL (Superconducting Nonlinear Asymmetric Inductive eLements) из кинетической индуктивности четырех СИС-переходов и нелинейной индуктивности меньшего СИС-перехода. Ячейки поочередно включены в противофазе по магнитному потоку, за счет внешнего магнитного поля может быть реализован отрицательный знак нелинейности Керра и уменьшение рассогласования по фазе для частоты накачки, частоты сигнала и зеркальной частоты. Измерены спектры пропускания образцов при температурах 4.2 К и 2.8 К в диапазоне частот 0.1–6 ГГц.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. А. Ломоносов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Р. В. Кубраков

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Л. В. Филиппенко

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

Р. К. Козулин

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

В. А. Крупенин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

В. К. Корнев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

М. А. Тарасов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: tarasov@hitech.cplire.ru
Russian Federation, 125009, Москва, Моховая, 11, с. 7

References

  1. Cullen A. L. //P roceedings of the IEE-Part B: Electronic and Communication Engineering. 1960. V. 107. № 32. P. 101. https://doi.org/10.1049/pi-b-2.1960.0085
  2. Nikolaeva A.N. , Kornev V.K. , Kolotinsiy N.V. // MDPI Appl. Sci. 2023. V. 13. P. 8236. https://doi.org/10.3390/app13148236
  3. Bell M.T. , Samolov A. // Phys. Rev. Appl. 2015. V. 4. P. 024014. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.4.024014
  4. Randavie A. , Esposito M. , Planat L. , Bonet E. , Naud C., Buisson O., Guichard W., Roch N. // Nature Communications. 2022. V. 13. P. 737. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29375-5
  5. Тарасов М., Гунбина А., Лемзяков С., Нагирная Д., Фоминский М., Чекушкин А., Кошелец В., Голдобин Э. // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 9. С. 1223.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Transmission line with nonlinear inductance.

Download (12KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Real and imaginary parts of the impedance of a continuous line using a simple formula and calculation of the impedance mismatch of a discrete line with a real load [2].

Download (79KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Schematic representation of amplification in two modes: four-wave and three-wave.

Download (57KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Cells in the form of an RF SQUID (1), a DC SQUID (2), a kinetic inductance of four DPs (3), a SNAIL structure in the form of a SQUID with a loop of kinetic inductance of four large DPs and one small nonlinear DP (4), the same with two small DPs (5).

Download (19KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. On the left is a schematic image of a SNAIL type DPUBV cell (superconducting levels are indicated in red and blue, Josephson junctions are indicated in gray circles), on the right is a real image of a fragment of the manufactured circuit in an optical profilometer.

Download (207KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Design of the DPUBV chip.

Download (181KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Measurement scheme in a Gifford-McMahon cryostat.

Download (56KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Sample holder on the left and cold board on the right.

Download (334KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Volt-ampere characteristic of a short chain of 50 SNAIL cells, calculated total gap 2.8 ∙ 4 ∙ 100 = 112 mV, measured critical current 1 μA.

Download (31KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Spectrum at the output of the sample with a pump signal of 6.1 GHz.

Download (36KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Approximation of the transmission spectra of the DPUBW with (A) and (B) 6.1 GHz pumping turned on.

Download (37KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences