Field-resilient superconducting coplanar waveguide resonators made of Nb, NbTi, and NbTiN

具有高内部品质因子 ($Q_i$) 的超导平面波导 (SCPW) 共振器是量子信息应用的关键，但在磁场下会严重降低 $Q_i$，这是由于准粒子产生和涡旋导致的损耗。我们制造并表征了由 Nb、NbTi 和 NbTiN 制成的 SCPW 共振器，研究了不同薄膜厚度下的性能，在不同温度和平面磁场 ($B_{\parallel}$) 条件下进行测试。温度依赖的传输测量与 Mattis-Bardeen 理论良好一致，揭示了动力学电感参数。比较分析表明，45 纳米厚的 NbTi 共振器在 ($B_{\parallel}$) = 0.4 T 时保持 $Q_i = 1.01 \times 10^{4}$，满足高 $Q_i$ 和强磁场韧性的双重要求。鉴于其适度的动力学电感和与常规光刻技术的兼容性，NbTi 作为面向磁场环境下高 $Q_i$ SCPW 共振器和混合量子电路的实用材料平台，显示出巨大的潜力。