通过全表面有机单层通道实现钨超导共振器性能提升
材料科学
2026-04-27 v1 应用物理
量子物理
摘要
钨是面向超导量子电路的有前景的材料，但仍受由界面双水平系统 (TLS) 引起的介质损耗限制，原生氧化物的再生加剧了这一问题。本文实现了利用自组装有机单层对新刻蚀的钨和硅表面进行分子表面通道化。通过接触角、XPS、FTIR 和 TEM 对表面进行表征，确认形成有序、纳米厚度的薄膜，抑制了氧化物的形成。在约 5-9 GHz 范围的微波测量中，未受处理器件的原生氧化物的内部品质因子提升至约 1.8×10^6（单光子 regime 下，温度为 100 mK），代表约 140% 的改进。功率和温度依赖性测量将性能提升归因于减少 TLS 引起的损耗。这些结果表明，分子通道化有效地工程化低损耗界面，并为实现高相干超导量子器件提供了可扩展的路径。
引用
@article{arxiv.2604.22112,
title = {Enhanced Tantalum Superconducting Resonator Performance via All-Surface Organic Monolayer Passivation},
author = {Harsh Gupta and Moritz Singer and Benedikt Schoof and Anna Cattani-Scholz and Shreya Sharma and Luca Rommeis and Marc Tornow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22112},
year = {2026}
}