氢化非晶硅中低电场和零温二能级系统损耗的表征
仪器与探测器
2024-03-07 v1 天体物理仪器与方法
摘要
二能级系统 (TLS) 是超导谐振器（如用于动能电感探测器和某些量子信息科学平台的谐振器）损耗和噪声的重要来源，甚至可能是主要来源。它们对于光刻制造的超导毫米波/太赫兹传输线中的损耗同样重要。对于集总元件和传输线结构，在非微带线几何结构中，原生非晶表面氧化膜通常是此类 TLS 的所在位置，而在微带线中，（通常为非晶的）介电薄膜本身的损耗通常占主导地位。我们在此报告了在 GHz 频率下，通过等离子体增强化学气相沉积在超导集总元件谐振器中使用平行板电容器 (PPCs) 的氢化非晶硅 (a-Si:H) 薄膜中实现的低 TLS 损耗。我们从不同沉积机器中的两种工艺获得的值分别为 和 ，比文献中 a-Si:H 的最佳结果提高了 2-4 倍，并与近期对非晶锗的测量结果相当。此外，我们特别注意提取这些薄膜真实的零温、低场损耗角正切，考虑了可能导致误导性结果的温度和场饱和效应。这种稳健制造和表征的薄膜使得使用带有沉积非晶薄膜的 PPCs 成为超导谐振器的可行架构，并有望为用于平面天线和谐振滤波器的光刻制造超导毫米波/太赫兹传输线提供极低的损耗和高品质因数。
引用
@article{arxiv.2403.03534,
title = {Characterization of the low electric field and zero-temperature two-level-system loss in hydrogenated amorphous silicon},
author = {Fabien Defrance and Andrew D. Beyer and Shibo Shu and Jack Sayers and Sunil R. Golwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03534},
year = {2024}
}