超导微波信号生成与近场成像技术

报告摘要：随着量子计算、微波光子学和规模化量子芯片的快速发展，亟需突破低功耗高精度微波信号生成与空间分辨的无损检测的技术瓶颈。本报告将介绍我们在超导微波信号源与检测成像研究中的两项进展。首先，我们设计并实现了一种全超导、直流供电的微波频率梳信号源。我们基于约瑟夫森结与超导共面波导谐振腔的强耦合机制，在极低功耗下实现了自锁模微波频率梳。通过独特的相干注入锁定技术，所有模式谱线的线宽可压缩至1 Hz以下。该信号源具备完全片上集成的特性，且兼容超导量子芯片的制备与集成工艺，有望为大规模量子芯片提供了低功耗驱动解决方案。其次，我们研制出一种基于纳米针尖约瑟夫森结的超宽带近场微波显微镜技术。该技术将高灵敏度混频器集成于纳米石英管针尖，实现了高达200 GHz的探测带宽和亚微米空间分辨率，可对片上微波器件的局域发射及微波分布进行实空间成像与频谱解析，为复杂集成超导芯片的无损检测与故障诊断提供了全新手段。这些研究进展为实现超导量子芯片的大规模集成与芯片设计优化提供了可行的探索方向。
报告阐述了碳化硅单晶的发展历史及其进展、生长方法及其重要应用，揭示了碳化硅的能级结构，提出了控制碳化硅导电性的方法，获得高纯半绝缘碳化硅，成功应用于雷达系统微波器件的制备。针对大直径碳化硅单晶的生长难点，突破晶体生长用的籽晶的扩径技术瓶颈，获得12英寸的碳化硅，同时大幅度降低单晶的缺陷，得到零螺位错密度的衬底。
报告人简介：王永磊，南京大学超导电子学研究所教授、博士生导师。先后获得中国科学技术大学学士学位、中国科学院物理研究所博士学位，曾在美国北伊利诺伊大学和阿贡国家实验室从事博士后研究，并在美国圣母大学担任科研助理教授。主要从事超导与自旋微纳系统中物性调控与电子学研究，作为第一或通讯作者在 Science、Nature Nanotechnology、Physical Review Letters 等国际知名期刊发表多篇研究论文。主持国家科技重大专项项目、国家重点研发计划课题等多项重要科研项目，入选国家海外高层次青年人才计划、江苏省双创团队领军人才等。