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SrTiO3上的平面GHz谐振器:1 K以下损耗受抑制

超导电性 2019-11-27 v1 介观与纳米尺度物理 材料科学

摘要

SrTiO3_3的复介电常数 ϵ^=ϵ1+iϵ2\hat{\epsilon} = \epsilon_1 + i \epsilon_2 在低温下达到高值 ϵ12104\epsilon_1 \approx 2*10^{4},而其介电损耗(ϵ2\epsilon_2)远强于其他晶体电介质。SrTiO3_3 是氧化物薄膜(如超导 LaAlO3_3/SrTiO3_3 体系)的常用衬底,但较大的 ϵ1\epsilon_1ϵ2\epsilon_2 限制了 SrTiO3_3 上的高频量子器件。本文展示了 SrTiO3_3 上的超导共面 Nb 谐振器,我们成功以远距倒装芯片构型在超过 1 GHz 的频率下运行。我们发现谐振器品质因数 QQ 在低于 1 K 的温度下出现显著且出乎意料的增加,达到 Q800Q \approx 800。我们将此归因于 SrTiO3_3 在 mK 温度下介电损耗的实质性变化,并且我们还检测到温度依赖的 ϵ1\epsilon_1 出现非单调变化。这些发现挑战了我们目前对 SrTiO3_3 介电特性的理解,同时也表明 SrTiO3_3 上的低温高频器件比先前设想的更为可行。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.11456,
  title  = {Planar GHz Resonators on SrTiO3: Suppressed Losses at Temperatures below 1 K},
  author = {Vincent T. Engl and Nikolaj G. Ebensperger and Lars Wendel and Marc Scheffler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.11456},
  year   = {2019}
}