KIP-Veröffentlichungen

Der dielektrische Verlust von amorphen Materialien ist zusammen mit Rauschen und Dekoharenz einer der groten limitierenden Faktoren fur viele Tieftemperaturanwendungen wie supraleitenden Schaltungen, Josephson-Kontakte und Quantencomputing. Diese Eekte sind heutzutage erklarbar als das Resultat eines Ensembles von quantenmechanischen Zwei-Niveau-Systemen, die als zusatzliche und breitverteilte Niedrigenergieanregungen
beschreibbar sind. In diesem Kontext stellt die vorliegende Arbeit eine einzigartige Eigenschaft eines amorphen Materials vor, die auftritt, wenn an dieses zwei Pumptone angelegt werden. In diesem Limit emittiert der verwendete LCResonator auf der Mittelfrequenz der zwei Felder. Der zugrundeliegende Mechanismus kann durch eine nichtlineare Wechselwirkung des Hochfrequenzfeldes mit den Zwei-Niveau-Systemen und dem Resonator erklart werden, was zusatliche Linien im Frequenzspektrum bildet und somit zu einem Selbst-Bias Eekt fuhrt. Die entsprechenden Messungen zeigen auerdem, dass das Emissionslimit in einem bestimmten Systemparameterraum auftrit, welcher gut mit einem phanomenologischen Ansatz im Kontext des Landau-Zener-Stuckelberg Formalismus beschrieben werden konnte. Die Ergebnisse erganzen somit die Erkenntnisse von Zwei-Niveau-Systemen und eronen einen neuen Ansatz fur weitere Untersuchungen.

The dielectric loss of amorphous materials along with noise and decoherence are the major limiting factors for many applications at low temperatures like superconducting circuits, Josephson junctions and quantum computing. These eects are nowadays understood as the consequence of an ensemble of quantum mechanical two-level systems (TLSs), which are described as additional broadly distributed low-energy excitations in the sample. In this context, the thesis at hand presents a unique property of an amorphous material when two pump-tones are applied. In this limit the utilized LC-resonator is emitting at the intermediate frequency of the two o-resonant driving fields. The underlying mechanism can be explained by a non-linear interaction of the
rf-eld with the TLSs and the resonator, which creates additional lines in the frequency spectrum and thereby a self-biasing eect. The corresponding measurements also define a specic set of parameters for the occurrence of this emission limit, which is well described by a phenomenological approach in the context of the Landau-Zener-Stuckelberg formalism. The obtained results thus complement the bigger picture of TLSs and open up a new approach for further investigations.