利用贵金属封装消除超导电路表面氧化物
超导电性
2024-08-26 v1 材料科学
量子物理
摘要
超导量子比特的寿命受限于介电损耗，而介电损耗的主要来源之一是超导金属表面存在的原生氧化物。具体而言，基于钽的超导量子比特已被证明具有创纪录的寿命，但一个主要的损耗来源是表面氧化钽中存在的二能级系统（TLS）。在此，我们展示了一种通过使用不形成原生氧化物的贵金属封装钽来避免氧化物形成的策略。通过在破真空前沉积几纳米的金或金钯合金，我们完全抑制了氧化钽的形成。超导谐振器的微波损耗测量表明，贵金属被邻近化，在氧化物被完全抑制的厚度下，其超导能隙超过裸钽的80%。我们发现，通过减法刻蚀制造的谐振器中的损耗主要由侧壁上的氧化物主导，这表明通过加法制造进行完全表面封装是消除超导量子比特中表面氧化物TLS损耗的一种有前景的策略。
引用
@article{arxiv.2408.13051,
title = {Eliminating Surface Oxides of Superconducting Circuits with Noble Metal Encapsulation},
author = {Ray D. Chang and Nana Shumiya and Russell A. McLellan and Yifan Zhang and Matthew P. Bland and Faranak Bahrami and Junsik Mun and Chenyu Zhou and Kim Kisslinger and Guangming Cheng and Alexander C. Pakpour-Tabrizi and Nan Yao and Yimei Zhu and Mingzhao Liu and Robert J. Cava and Sarang Gopalakrishnan and Andrew A. Houck and Nathalie P. de Leon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.13051},
year = {2024}
}