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超导微波谐振器的介电损耗提取

量子物理 2020-06-24 v2 应用物理

摘要

介电材料与界面中两能级态(TLS)损耗的研究仍处于超导量子电路材料研究的前沿。我们展示了一种通过测量由超导体-介电体-超导体三层膜制备的集总元件谐振器来提取薄膜介电体 TLS 损耗的方法。我们通过建立含 TLS 损耗的集总元件谐振器电路模型,并针对一组三种谐振器设计的测量数据进行拟合来提取介电损耗:共面波导谐振器、带叉指电容的集总元件谐振器,以及包含所关注介电薄膜的平行板电容集总元件谐振器。与其他方法不同,这允许对 TLS 损耗低于 10610^{-6} 的材料进行精确测量。我们利用一组由 Al/Al2O3/Al\mathrm{Al/Al_2O_3/Al} 三层膜制备的样品,提取出溅射 Al2O3\mathrm{Al_2O_3} 的 TLS 损耗为 1.02×1031.02 \times 10^{-3}。我们观察到采用与未采用该方法提取的三层膜损耗之间存在 11%\% 的差异。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.07428,
  title  = {Dielectric loss extraction for superconducting microwave resonators},
  author = {C. R. H. McRae and R. E. Lake and J. L. Long and M. Bal and X. Wu and B. Jugdersuren and T. H. Metcalf and X. Liu and D. P. Pappas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.07428},
  year   = {2020}
}