論文の概要: Improving Josephson junction reproducibility for superconducting quantum
circuits: shadow evaporation and oxidation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06692v1
- Date: Tue, 13 Dec 2022 16:05:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 15:05:58.444692
- Title: Improving Josephson junction reproducibility for superconducting quantum
circuits: shadow evaporation and oxidation
- Title（参考訳）: 超伝導量子回路のジョセフソン接合再現性向上:シャドウ蒸発と酸化
- Authors: D.O. Moskalev, E.V. Zikiy, A.A. Pishchimova, D.A. Ezenkova, N.S.
Smirnov, A.I. Ivanov, N.D. Korshakov, and I.A. Rodionov
- Abstract要約: シャドー蒸発と酸化過程の包括的研究により,ロバストチップスケール$Al/AlO_x/Al$製造法について報告する。
3つの5times10$$mm2$チップを18のトランスモンキュービットで製造し、異なるチップ上でのキュービット間の周波数変化は1.9%以下である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The most commonly used physical realization of superconducting qubits for
quantum circuits is a transmon. There are a number of superconducting quantum
circuits applications, where Josephson junction critical current
reproducibility over a chip is crucial. Here, we report on a robust chip scale
$Al/AlO_x/Al$ junctions fabrication method due to comprehensive study of shadow
evaporation and oxidation steps. We experimentally demonstrate the evidence of
optimal Josephson junction electrodes thickness, deposition rate and deposition
angle, which ensure minimal electrode surface and line edge roughness. The
influence of oxidation method, pressure and time on critical current
reproducibility is determined. With the proposed method we demonstrate
$Al/AlO_x/Al$ junction fabrication with the critical current variation
($\sigma/I_c$) less than 3.9% (from $150\times200$ to $150\times600$ $nm^2$
area) and 7.7% (for $100\times100$ $nm^2$ area) over $20\times20$ $mm^2$ chip.
Finally, we fabricate separately three $5\times10$ $mm^2$ chips with 18
transmon qubits (near 4.3 GHz frequency) showing less than 1.9% frequency
variation between qubit on different chips. The proposed approach and
optimization criteria can be utilized for a robust wafer-scale superconducting
qubit circuits fabrication.
- Abstract（参考訳）: 最もよく使われる量子回路の超伝導量子ビットの物理的実現はトランスモンである。
超伝導量子回路には多くの応用があり、ジョセフソンジャンクション臨界電流再現性はチップ上で重要である。
本稿では,陰影蒸発と酸化過程の包括的研究により,ロバストなチップスケール$al/alo_x/al$ジャンクション作製法について報告する。
最適ジョセフソン接合電極の厚さ, 沈着速度, 沈着角度の証拠を実験的に実証し, 極小電極表面および線端粗さを保証した。
臨界電流再現性に及ぼす酸化方法, 圧力, 時間の影響を決定した。
提案手法では,臨界電流変動を伴う$Al/AlO_x/Al$接合加工($150\times200$から$150\times600$$nm^2$ area)と7.7%($100\times100$$nm^2$ area)を20\times20$$mm^2$ chipで示す。
最後に、3つの5\times10$$mm^2$チップ(4.3GHz帯)を別々に製造し、異なるチップ上でのキュービット間の周波数変化は1.9%以下である。
提案手法と最適化基準は、堅牢なウェハスケール超伝導量子ビット回路の製造に利用できる。
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