非晶氧化物隧道结的交变偏压辅助退火
应用物理
2024-08-19 v4 材料科学
超导电性
量子物理
摘要
我们展示了一种变革性技术，用于可控地调节已制备的热氧化非晶氧化铝隧道结的电学特性。使用常规测试设备对加热的隧道势垒施加交变偏压，可以实现室温电阻的巨大增加，增幅超过 70%。研究表明，电阻变化速率强烈依赖于温度，并且在亚微米尺度上与结尺寸无关。为了在毫开尔文温度下测量其隧穿特性，我们对采用这种交变偏压辅助退火（ABAA）技术处理的 transmon 量子比特结进行了表征。测得的频率遵循 Ambegaokar-Baratoff 关系，即偏移后的电阻与临界电流之间的关系。此外，这些研究显示，与未处理的样品相比，结贡献的损耗减少了约 ，同时共振和非共振两能级系统缺陷也显著减少。高分辨率 TEM 成像显示，势垒仍然以非晶态为主，且与未处理的结相比，铝配位在势垒中的分布更加均匀。这种新方法预计将广泛应用于依赖非晶氧化铝的多种器件，以及现代电子学中使用的许多其他金属-绝缘体-金属结构。
引用
@article{arxiv.2401.07415,
title = {Alternating Bias Assisted Annealing of Amorphous Oxide Tunnel Junctions},
author = {David P. Pappas and Mark Field and Cameron Kopas and Joel A. Howard and Xiqiao Wang and Ella Lachman and Lin Zhou and Jinsu Oh and Kameshwar Yadavalli and Eyob A. Sete and Andrew Bestwick and Matthew J. Kramer and Joshua Y. Mutus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.07415},
year = {2024}
}