基于直流偏置机电系统的低温射频至微波转换器
该研究团队报道了一种两级式外差射频-微波转换器,该器件将可调谐静电预放大器与超导机电谐振腔相结合。在微波LC谐振器中,采用金属化氮化硅薄膜(谐振频率3MHz)作为真空间隙电容器的可动极板。施加于间隙的直流偏压可将微小射频信号转换为与偏压成正比的谐振静电力,提供电压可控增益以放大谐振腔的固有机电增益。在使用1.5微米间隙的倒装芯片器件(工作温度10mK)中,团队观测到直流可调的反弹性位移效应,并在49V偏压下实现射频-微波信号转换,获得87微电子电荷/√Hz(0.9纳伏/√Hz)的电荷灵敏度。推算表明,采用亚微米间隙和品质因数Q>10^8的现代薄膜谐振器时,灵敏度可突破200飞伏/√Hz,这证实直流偏压机电系统是实现量子级射频静电计、构建超导微波电路及电荷/电压传感用低噪声模块化外差链路的实用技术路径。
