用于超导量子电路的氮等离子体钝化铌谐振器

用于超导量子电路的铌金属结构中的微波损耗受限于暴露在环境气氛中于数分钟时间尺度内形成的天然表面氧化层。本工作中，我们展示氮等离子体处理在金属-空气界面形成氮化铌层，从而阻止此种氧化。X 射线光电子能谱证实氮掺杂深入表面 5 nm 以上且氧存在被抑制。该钝化层在环境气氛中老化 15 天后仍保持稳定。低温微波表征显示，中心条宽 3 $\rm{\mu}$m 的谐振器平均填充因子修正的两能级系统损耗角正切 $\rm{F\delta_{TLS}}$ 为 $(2.9\pm0.5)\cdot10^{-7}$，20 $\rm{\mu}$m 中心条宽的为 $(1.0\pm0.3)\cdot10^{-7}$，性能超过未钝化样品四倍。