摘要:将声子视为不同类型的量子系统之间的连贯中介。工程的纳米级设备,例如光力机械晶体(OMC),提供了一个使用声子作为量子信息载体的平台。在这里,我们演示了钻石中的OMC,专为声子与硅空位(SIV)自旋之间的相互作用而设计。使用Millikelvin温度下的光学测量值,我们测量6 GHz声学模式的线宽度为13 kHz(Q因子约为4.4×10 5),在GHz频率范围内的钻石记录在硅硅频率范围内,在Silicon中的最大程度上的线路宽度范围内。我们研究了这些设备中的SIV光学和自旋特性,并概述了通向连贯的自旋 - 声子界面的路径。关键字:光学力学,硅空缺,钻石,声子
我们提出了一种非常可行的技术,无需任何实验开销,即可快速冷却彭宁阱中大型二维离子晶体的平面内自由度。通过模拟,我们证明了我们的方法能够在不到 10 毫秒的时间内将平面内模式冷却到约 1 mK 的温度。 我们的技术依赖于冷却不良的平面内运动和有效冷却的平面外运动的近共振耦合,并且无需引入额外的电位即可实现。我们的方法实现的快速冷却与典型的操作条件形成对比,在典型的操作条件下,我们对激光冷却动力学的模拟表明离子晶体的平面内运动在几百毫秒的时间尺度上非常缓慢地冷却,这一速度可能比实验加热速度慢。我们的工作为平面运动的亚多普勒激光冷却以及在彭宁阱中使用二维晶体进行更稳健、更通用的量子模拟和量子传感实验奠定了基础。
我们报告了Millikelvin绝热去磁性消防制冷(MK-ADR)候选材料Naybgeo 4的合成,表征,低温磁和热力学测量值,该候选物质Naybgeo 4表现出扭曲的YBO 6磁性单元的平方晶格。磁化强度和特定热量表明弱相互作用的有效自旋1 /2低于10 K的有效自旋1 /2矩,质量 - 韦斯温度仅为15 mk,可以通过1 t级的磁场进行偏振。对于ADR性能测试,我们启动了从5 t的温度下的5 t启动〜2 k的温度,并达到〜2 k的温度,并达到150毫克的最低温度。变暖曲线表明在210 MK处的热容量中的磁性急剧过渡,这仅表示磁性弱弱。与在相似条件下研究的沮丧的ytterbium-Ox-odr ADR材料相比,S GS≃101MJ K-1 cm-3的熵密度并保持低于2 k的2 k的时间是竞争性的,而最小温度则更高。
通过激光波长校准和霓虹灯灯泡光谱校准完成干涉仪的校准。内部校准目标(ICT)由一个高度发射的,深腔的黑体组成,它利用经过飞行的高级基线成像仪(ABI)遗产设计组成。ICT的温度知识大于140 millikelvin。包括一个被动振动隔离系统,以允许在50毫克环境中进行仪器操作。仪器光学元件与结构和仪器电子设备都热脱钩。整体仪器设计是模块化的,它允许平行组装和快速仪器集成。
微波光转换是量子设备未来网络的关键,例如基于超导技术的网络。在单个量子水平上的转换需要强大的非线性,高带宽和与Millikelvin环境的兼容性。在Rydberg原子中观察到了较大的非线性,但是将原子气体与稀释冰箱相结合在技术上具有挑战性。在这里,我们证明了通过利用Cu 2 O中的激子的rydberg状态,在低温,固态系统中具有强的微波光学非线性。我们测量B 0 = 0的微波横孔系数。022±0。008 m v-2在4 K时,这比其他固态系统大几个数量级。基于附近激素状态之间的巨型微波偶极矩,结果与非线性敏感性模型有定量一致。我们的结果突出了Rydberg激子对非线性光学的潜力,并构成了基于Cu 2 O.
热成像技术根据斯特藩-玻尔兹曼定律检测物体的表面温度和地下热活动。如果具有更精细的热灵敏度,即噪声等效温差 (NEDT),该技术的影响将更为深远。目前推进 NEDT 的努力都集中在使用更好的相机来改善辐射信号的记录,从而使该数字接近路线图的末尾,即 20 到 40 mK。在这项工作中,我们采用了一种独特的方法,使表面辐射对物体微小的温度变化敏感。在金属-绝缘体转变与结构中的光子共振的共同作用下,热成像敏化剂 (TIS) 的发射率在预编程温度下急剧上升。使用 TIS,NEDT 提高了 15 倍以上,可在接近室温的个位数毫开尔文分辨率,使环境热成像能够用于广泛的应用,例如原位电子分析和早期癌症筛查。
准确的片上温度传感对于现代互补金属 - 氧化物 - 氧化通道(CMOS)集成电路(ICS)的最佳性能至关重要,可以在操作过程中理解和监测芯片周围局部加热。量子计算机的发展激发了对在深度低温温度下运行的IC的极大兴趣(通常为0.01 - 4 K),其中硅和氧化硅的疗法电导率降低以及有限的冷却功率预算使局部片上温度的温度变得更加重要。在这里,我们报告了CMOS工业制造工艺本质的片上温度测量方法的四种不同方法。这些包括二级和初级温度法和覆盖在室温下使用的常规温度计结构,以及利用在低温温度下出现的现象(例如超导性和COULOMB封锁)。我们将方法标记为温度的函数,并用它们来测量片上加热元件产生的局部过度温度。我们的结果证明了可以轻松地集成在CMOS芯片中的温度计方法,从Millikelvin范围到室温。
摘要。我们报告了在基于超导微谐振器的定制高灵敏度光谱仪中在毫开尔文温度下进行的电子自旋回波包络调制 (ESEEM) 测量。谐振器的高品质因数和小模式体积(低至 0.2pL)允许探测少量自旋,低至 5 · 10 2 。我们在两个系统上测量了 2 脉冲 15 ESEEM:铒离子与天然丰度 CaWO 4 晶体中的 183 W 核耦合,铋供体与 28 Si 同位素富集的硅基板中的残留 29 Si 核耦合。我们还测量了硅中铋供体的 3 脉冲和 5 脉冲 ESEEM。对于近端核的超精细耦合强度和核自旋浓度都获得了定量一致性。
为了研究物质和宇宙的基本性质,高能量物理(HEP)实验通常在极端条件下运行,这些条件远远超出了综合电路的标准工作范围。这种极端环境的两个突出例子是在高发光山脉山相处经历的辐照水平以及在低温温度下的操作[1]。低温电子是一个广义的术语,该术语包括以低于标准工作极限(军事级电子设备的-55°C)运行的电路,一直至Millikelvin,如超导电电路而言。低温回路具有悠久的历史[2],并且在广泛的应用中发现了应用,例如红外局灶平面阵列,PET,量子科学。虽然CMOS电路在深度低温温度(<4.2K)下可靠地操作,但本文侧重于液氮(77K)的应用,并概述了有关大型HEP经验家的高温CMOS CMOS ICS的设计考虑因素,好处和独特的挑战。