Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Low-noise microwave parametric amplifier based on self-heated nonlinear impedance with subnanosecond thermal response

Tutkimustuotos: Lehtiartikkeli › Article › Scientific › vertaisarvioitu

99 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Low-noise amplifiers are of great significance in the field of quantum technologies. We study a thermally driven parametric amplifier based on a superconductor-insulator-graphene-insulator-superconductor (S-I-G-I-S) junction coupled to a superconducting microwave cavity. The strong nonlinearity in the temperature dependence of our device leads to thermal self-modulation that produces impedance oscillations at frequencies around twice the angular cavity resonance frequency ωr. In particular, reactance modulation of the effective capacitance yields a gain of 18.6 dB over a frequency span of 125 kHz with a minimum noise temperature of TN=1.4K. Our theoretical modeling gives insight into the exact mixing processes, confirmation of the electron-phonon coupling parameter and possible improvements of the studied system.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli014037
Sivut1-26
Sivumäärä26
JulkaisuPhysical Review Applied
Vuosikerta23
Numero1
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - tammik. 2025
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Rahoitus

This work was supported by the Research Council of Finland Projects No. 341913 (EFT), and No. 312295 and No. 352926 (CoE, Quantum Technology Finland) as well as by ERC (Grant No. 670743). The research leading to these results has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme, under Grant Agreement No. 824109 (EMP). M.T.H. acknowledges support from the European Union’s Horizon 2020 Programme for Research and Innovation under Grant Agreement No. 722923 (Marie Curie ETN - OMT). The experimental work benefited from the Aalto University OtaNano/LTL infrastructure. This work was also supported by Ministry of Education and Culture in Finland via Aalto University’s MEC Global program.

Pääsy asiakirjaan

Muut tiedostot ja linkit

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Low-noise microwave parametric amplifier based on self-heated nonlinear impedance with subnanosecond thermal response'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
    Näytä koko sormenjälki
    • 3 Päättynyt

    • EFT: Topologically induced frustration and quantum phenomena

      Hakonen, P. (Vastuullinen johtaja), Lilja, I. (Projektin jäsen), Todoshchenko, I. (Projektin jäsen), Haque, M. (Projektin jäsen), Will, M. (Projektin jäsen) & Sergeicheva, E. (Projektin jäsen)

      01/09/2021 → 31/08/2025

      Projekti: RCF Academy Project

    • Kvanttiteknologian huippuyksikkö

      Hakonen, P. (Vastuullinen johtaja), Suresh, K. (Projektin jäsen), Kumar, M. (Projektin jäsen) & Elo, T. (Projektin jäsen)

      01/01/2018 → 31/12/2020

      Projekti: Academy of Finland: Other research funding

    • QuDeT: Quantum devices in topological matter: carbon nanotubes, graphene, and novel superfluids

      Hakonen, P. (Vastuullinen johtaja), Haque, M. (Projektin jäsen), Kamada, M. (Projektin jäsen), Tong, F. (Projektin jäsen), Pandey, P. (Projektin jäsen), Perelshtein, M. (Projektin jäsen), Song, X. (Projektin jäsen), Nagaev, A. (Projektin jäsen), Häkkinen, P. (Projektin jäsen), Kaikkonen, J.-P. (Projektin jäsen), Kirsanov, N. (Projektin jäsen), Zavyalov, V. (Projektin jäsen), Manninen, J. (Projektin jäsen), Will, M. (Projektin jäsen), Korhonen, K. (Projektin jäsen), Todoshchenko, I. (Projektin jäsen), Lilja, I. (Projektin jäsen), Sergeicheva, E. (Projektin jäsen), Tan, Z. (Projektin jäsen), Hüttel, A. (Projektin jäsen), Kumar, M. (Projektin jäsen), Thanniyil Sebastian, A. (Projektin jäsen) & Ervasti, M. (Projektin jäsen)

      05/11/2015 → 31/12/2021

      Projekti: EU: ERC grants

    Siteeraa tätä