論文の概要: Microwave loss characterization using multi-mode superconducting
resonators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.01872v1
- Date: Wed, 3 May 2023 03:10:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-05-04 16:11:33.325965
- Title: Microwave loss characterization using multi-mode superconducting
resonators
- Title（参考訳）: 多モード超伝導共振器を用いたマイクロ波損失特性評価
- Authors: Chan U Lei, Suhas Ganjam, Lev Krayzman, Archan Banerjee, Kim
Kisslinger, Sooyeon Hwang, Luigi Frunzio, Robert J. Schoelkopf
- Abstract要約: 単一多モード超伝導共振器を用いて材料と界面のマイクロ波損失を測定する手法を提案する。
バルク超電導体研究のための2種類の多モード超伝導共振器を提案する。
- 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: Measuring the losses arising from different materials and interfaces is
crucial to improving the coherence of superconducting quantum circuits.
Although this has been of interest for a long time, current studies can either
only provide bounds to those losses, or require several devices for a complete
characterization. In this work, we introduce a method to measure the microwave
losses of materials and interfaces with a single multi-mode superconducting
resonator. We demonstrate a formalism for analyzing the loss sensitivity of
multi-mode systems and discuss the design strategies of multi-mode resonators
for material loss studies. We present two types of multi-mode superconducting
resonators for the study of bulk superconductors: the forky
whispering-gallery-mode resonator (FWGMR) and the ellipsoidal cavity. We use
these resonators to measure the surface dielectric, conductor, and seam losses
of high-purity (5N5) aluminum and aluminum alloy (6061), as well as how they
are affected by chemical etching, diamond turning, and thin-film coating. We
find that chemical etching and diamond turning reduce both the surface
dielectric and conductive losses of high-purity aluminum, but provide no
appreciable improvement to the seam. Coating the surfaces of diamond-turned
aluminum alloys with e-beam evaporated or sputtered aluminum thin-films
significantly reduces all three losses under study. In addition, we study the
effect of chemical etching on the surface of high-purity aluminum using
transmission electron microscopy (TEM) and find that the chemical etching
process creates a thinner and more uniform oxide layer, consistent with the
observed improvement in the surface dielectric loss.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子回路のコヒーレンス向上には,異なる材料や界面から生じる損失の測定が不可欠である。
これは長い間興味を引いていたが、現在の研究はそれらの損失に限界を与えるか、あるいは完全な特徴づけのためにいくつかのデバイスを必要とする。
本研究では, 単モード超伝導共振器を用いて材料と界面のマイクロ波損失を測定する手法を提案する。
マルチモードシステムの損失感度解析のための定式化を実証し、材料損失研究のためのマルチモード共振器の設計戦略について考察する。
本研究では, バルク超電導体の研究のための2種類の多モード超伝導共振器について述べる。
これらの共振器を用いて高純度 (5n5) アルミニウムおよびアルミニウム合金 (6061) の表面誘電率, 導体およびシーム損失を測定し, 化学的エッチング, ダイヤモンド回転, 薄膜コーティングの影響について検討した。
化学エッチングとダイヤモンドの回転は高純度アルミニウムの表面誘電率と導電損失の両方を減少させるが、シームの改善は認められない。
ダイヤモンド転位アルミニウム合金の表面を電子ビームで蒸着またはスパッタしたアルミニウム薄膜でコーティングすると, 3つの損失が著しく低減される。
さらに, 透過電子顕微鏡(TEM)を用いて高純度アルミニウムの表面への化学エッチングの影響を調べた結果, 化学エッチングプロセスは表面誘電損失の観察改善と一致して, より薄く均一な酸化物層を形成することがわかった。
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