論文の概要: SuperGaN: Synthesis of NbTiN/GaN/NbTiN Tunnel Junctions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15100v1
- Date: Tue, 26 Sep 2023 17:50:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-27 12:32:52.383904
- Title: SuperGaN: Synthesis of NbTiN/GaN/NbTiN Tunnel Junctions
- Title（参考訳）: SuperGaN:NbTiN/GaN/NbTiNトンネル接合の合成
- Authors: Michael Cyberey, Scott Hinton, Christopher Moore, Robert M. Weikle,
Arthur Lichtenberger
- Abstract要約: Nbベースの回路は量子制限光子検出器、低ノイズパラメトリック増幅器、超伝導デジタル論理回路、量子コンピューティングのための低損失回路に広く応用されている。
エピタキシャル成長AlNトンネルバリアを有するNbTiN/AlN/NbTiN超伝導絶縁超伝導接合
SIS I(V) 特性の低い高品質NbTiN/GaN/NbTiNヘテロ接合の予備的結果が報告された。
- 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: Nb-based circuits have broad applications in quantum-limited photon
detectors, low-noise parametric amplifiers, superconducting digital logic
circuits, and low-loss circuits for quantum computing. The current
state-of-the-art approach for superconductor-insulator-superconductor (SIS)
junction material is the Gurvitch trilayer process based on magnetron
sputtering of Nb electrodes with Al-Oxide or AlN tunnel barriers grown on an Al
overlayer. However, a current limitation of elemental Nb-based circuits is the
low-loss operation of THz circuits operating above the 670 GHz gap frequency of
Nb and operation at higher temperatures for projects with a strict power
budget, such as space-based applications.
NbTiN is an alternative higher energy gap material and we have previously
reported on the first NbTiN/AlN/NbTiN
superconducting-insulating-superconducting (SIS) junctions with an epitaxially
grown AlN tunnel barrier. One drawback of a directly grown tunnel barrier
compared to thermal oxidation or plasma nitridation is control of the barrier
thickness and uniformity across a substrate, leading to variations in current
density (Jc). Semiconductor barriers with smaller barrier heights enable
thicker tunnel barriers for a given Jc. GaN is an alternative semiconductor
material with a closed-packed Wurtzite crystal structure similar to AlN and it
can be epitaxially grown as a tunnel barrier using the Reactive Bias Target Ion
Beam Deposition (RBTIBD) technique. This work presents the preliminary results
of the first reported high-quality NbTiN/GaN/NbTiN heterojunctions with
underdamped SIS I(V) characteristics.
- Abstract（参考訳）: Nbベースの回路は量子制限光子検出器、低ノイズパラメトリック増幅器、超伝導デジタル論理回路、量子コンピューティングのための低損失回路に広く応用されている。
超伝導絶縁超導体(sis)接合材料における最新の技術動向は、al-oxideまたはalnトンネルバリアを用いたnb電極のマグネトロンスパッタリングに基づくガービッチ三層プロセスである。
しかし、現在の Nb ベースの回路の制限は、Nb の 670 GHz のギャップ周波数以上で動作する THz 回路の低損失動作と、宇宙ベースのような厳格な電力予算を持つプロジェクトの高温動作である。
NbTiNは代替の高エネルギーギャップ材料であり,第1次NbTiN/AlN/NbTiN超伝導超伝導超伝導(SIS)接合とエピタキシャル成長したAlNトンネルバリアについて報告した。
熱酸化やプラズマ窒化と比較して直接成長したトンネル障壁の欠点は、基板間のバリア厚と均一性の制御であり、電流密度(Jc)の変動をもたらす。
障壁高さが小さい半導体バリアは、所定のJcに対してより厚いトンネルバリアを可能にする。
GaNはAlNに似た閉じたウルツ石結晶構造を持つ代替半導体材料であり、反応バイアスターゲットイオンビーム堆積(RBTIBD)技術を用いてトンネルバリアとしてエピタキシャルに成長することができる。
本研究は, SIS I(V) 特性の低い高品質NbTiN/GaN/NbTiNヘテロ接合の予備的な結果を示す。
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