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Microwave excitation of atomic scale superconducting bound states

Siebrecht, Janis und Huang, Haonan und Kot, Piotr und Drost, Robert und Padurariu, Ciprian und Kubala, Björn Heiko und Ankerhold, Joachim und Cuevas, Juan Carlos und Ast, Christian R. (2023) Microwave excitation of atomic scale superconducting bound states. Nature Communications (14), Seite 6794. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-023-42454-5. ISSN 2041-1723.

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Kurzfassung

Magnetic impurities on superconductors lead to bound states within the superconducting gap, so called Yu-Shiba-Rusinov (YSR) states. They are parity protected, which enhances their lifetime, but makes it more difficult to excite them. Here, we realize the excitation of YSR states by microwaves facilitated by the tunnel coupling to another superconducting electrode in a scanning tunneling microscope (STM). We identify the excitation process through a family of anomalous microwave-assisted tunneling peaks originating from a second-order resonant Andreev process, in which the microwave excites the YSR state triggering a tunneling event transferring a total of two charges. We vary the amplitude and the frequency of the microwave to identify the energy threshold and the evolution of this excitation process. Our work sets an experimental basis and proof-of-principle for the manipulation of YSR states using microwaves with an outlook towards YSR qubits.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198557/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Microwave excitation of atomic scale superconducting bound states
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Siebrecht, JanisMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huang, HaonanMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart, Germanyhttps://orcid.org/0000-0003-4059-0351NICHT SPEZIFIZIERT
Kot, PiotrMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Drost, RobertMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, 70569, Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Padurariu, CiprianInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-9568-2080NICHT SPEZIFIZIERT
Kubala, Björn HeikoBjoern.Kubala (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ankerhold, JoachimInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-6510-659XNICHT SPEZIFIZIERT
Cuevas, Juan CarlosDepartamento de Física Teórica de la Materia Condensada and Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spainhttps://orcid.org/0000-0001-7421-0682NICHT SPEZIFIZIERT
Ast, Christian R.Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7469-1188NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 Oktober 2023
Erschienen in:Nature Communications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1038/s41467-023-42454-5
Seitenbereich:Seite 6794
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2041-1723
Status:veröffentlicht
Stichwörter:superconducting Scanning tunneling microscopy, magnetic impurities, qubits, microwave excitation
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing-Hardwarekonzepte
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik
Hinterlegt von: Kubala, Björn Heiko
Hinterlegt am:07 Nov 2023 12:51
Letzte Änderung:07 Nov 2023 12:51

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