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Longitudinal coupling between a molecular spin ensemble and a superconducting resonator

Günzler, Simon ORCID iD icon 1; Rieger, Dennis ORCID iD icon 2; Koch, Thomas 3; Borisov, Kiril; Winkel, Patrick; R'Timco, Grigore; Winpenny, Richard E. P.; Pop, Ioan M. 1; Wernsdorfer, Wolfgang 2
1 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Kolbenmaschinen (IFKM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Hybrid quantum architectures coupling electronic spin ensembles to superconducting circuits have advanced remarkably in the past decade. So far, however, they rely on transverse coupling schemes, tuning the spin transition in close proximity to the circuit’s frequency. Here, we demonstrate longitudinal coupling between spins in a microcrystal of Cr7Ni and the kinetic inductance of a granular aluminum superconducting microwave resonator. Remarkably, this enables the measurement of the crystal’s magnetization independent of the detuning between the spin and resonator mode. Separate resonators fabricated from niobium on the same chip allow us to excite and measure the relaxation of the spins more than 2 GHz detuned from the readout resonator.


Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Physikalisches Institut (PHI)
Publikationstyp Vortrag
Publikationsdatum 21.03.2024
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000168303
HGF-Programm 47.11.02 (POF IV, LK 01) Emergent Quantum Phenomena
Veranstaltung 87. Jahrestagung der DPG und DPG-Frühjahrstagung der Sektion Kondensierte Materie (SKM 2024), Berlin, Deutschland, 17.03.2024 – 22.03.2024
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