論文の概要: Fabrication of Al/AlOx/Al junctions with high uniformity and stability
on sapphire substrates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.10956v1
- Date: Thu, 18 May 2023 13:24:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-19 15:05:50.612391
- Title: Fabrication of Al/AlOx/Al junctions with high uniformity and stability
on sapphire substrates
- Title（参考訳）: サファイア基板上の高均一性と安定性を有するAl/AlOx/Al接合の作製
- Authors: Yuzhen Zheng, Shuming Li, Zengqian Ding, Kanglin Xiong, Jiagui Feng,
Hui Yang
- Abstract要約: ジョセフソン接合は、スケーラブルな超伝導量子コンピュータ回路のような量子デバイスにとって不可欠である。
本研究では,サファイア基板上でのAl/AlOx/Al接合が0.0169～0.04mm2であった。
これらの接合部の室温抵抗(RN)の標準偏差は15mm×15mmチップの1.7%以上、2インチウエハの2.66%以上である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.226705078308619
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Tantalum and aluminum on sapphire are widely used platforms for qubits of
long coherent time. As quantum chips scale up, the number of Josephson
junctions on Sapphire increases. Thus, both the uniformity and stability of the
junctions are crucial to quantum devices, such as scalable superconducting
quantum computer circuit, and quantum-limited amplifiers. By optimizing the
fabrication process, especially, the conductive layer during the electron beam
lithography process, Al/AlOx/Al junctions of sizes ranging from 0.0169 to 0.04
{\mu}m2 on sapphire substrates were prepared. The relative standard deviation
of room temperature resistances (RN) of these junctions is better than 1.7% on
15 mmx15 mm chips, and better than 2.66% on 2 inch wafers, which is the highest
uniformity on sapphire substrates has been reported. The junctions are robust
and stable in resistances as temperature changes. The resistances increase by
the ratio of 9.73% relative to RN as the temperature ramp down to 4K, and
restore their initial values in the reverse process as the temperature ramps
back to RT. After being stored in a nitrogen cabinet for 100 days, the
resistance of the junctions changed by1.16% in average. The demonstration of
uniform and stable Josephson junctions in large area paves the way for the
fabrication of superconducting chip of hundreds of qubits on sapphire
substrates.
- Abstract（参考訳）: サファイアのタンタルとアルミニウムは、長いコヒーレント時間のキュービットのプラットフォームとして広く使われている。
量子チップのスケールアップに伴い、サファイア上のジョセフソン接合数は増加する。
したがって、接合の均一性と安定性は、スケーラブルな超伝導量子コンピュータ回路や量子制限増幅器など、量子デバイスにとって重要である。
電子線リソグラフィー過程における導電層の形成過程の最適化により,サファイア基板上のAl/AlOx/Al接合は0.0169から0.04 {\mu}m2となる。
これらの接合部の室温抵抗(RN)の標準偏差は15mm×15mmのチップでは1.7%以上、2インチのウエハでは2.66%以上であり、サファイア基板では最も均一である。
接合部は強固で、温度が変化すると抵抗が安定になる。
抵抗は rn に対して 9.73% の比で上昇し、温度が 4k に低下し、温度が rt に戻るにつれて、その初期値が逆のプロセスで回復する。
窒素キャビネットに100日間保管された後、接合部の抵抗は平均1.16%変化した。
大規模領域における均一かつ安定なジョセフソン接合の実証は、サファイア基板上に数百量子ビットの超伝導チップを作製する方法を舗装している。
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