論文の概要: Alternating Bias Assisted Annealing of Amorphous Oxide Tunnel Junctions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.07415v2
- Date: Tue, 27 Feb 2024 04:48:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 21:31:12.864903
- Title: Alternating Bias Assisted Annealing of Amorphous Oxide Tunnel Junctions
- Title（参考訳）: アモルファス酸化物トンネル接合の交流バイアスによる焼鈍
- Authors: David P. Pappas, Mark Field, Cameron Kopas, Joel A. Howard, Xiqiao
Wang, Ella Lachman, Lin Zhou, Jinsu Oh, Kameshwar Yadavalli, Eyob A. Sete,
Andrew Bestwick, Matthew J. Kramer and Joshua Y. Mutus
- Abstract要約: 熱酸化したアモルファスアルミニウム-酸化物トンネル接合の電気的特性を調整する方法を実証する。
抵抗変化の速度は強い温度依存性を示し、サブミクロン系では接合サイズに依存しない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.995666736649418
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate a transformational technique for controllably tuning the
electrical properties of fabricated thermally oxidized amorphous aluminum-oxide
tunnel junctions. Using conventional test equipment to apply an alternating
bias to a heated tunnel barrier, giant increases in the room temperature
resistance, greater than 70%, can be achieved. The rate of resistance change is
shown to be strongly temperature-dependent, and is independent of junction size
in the sub-micron regime. In order to measure their tunneling properties at mK
temperatures, we characterized transmon qubit junctions treated with this
alternating-bias assisted annealing (ABAA) technique. The measured frequencies
follow the Ambegaokar-Baratoff relation between the shifted resistance and
critical current. Further, these studies show a reduction of
junction-contributed loss on the order of $\approx 2 \times10^{-6}$, along with
a significant reduction in resonant- and off-resonant-two level system defects
when compared to untreated samples. Imaging with high-resolution TEM shows that
the barrier is still predominantly amorphous with a more uniform distribution
of aluminum coordination across the barrier relative to untreated junctions.
This new approach is expected to be widely applicable to a broad range of
devices that rely on amorphous aluminum oxide, as well as the many other
metal-insulator-metal structures used in modern electronics.
- Abstract（参考訳）: 熱酸化アモルファス酸化アルミニウムトンネル接合の電気的特性を制御的に調整するトランスフォーメーション技術を示す。
従来の試験装置を用いて、加熱されたトンネル障壁に交互にバイアスを加えることで、室温抵抗の70%を超える巨大化を実現することができる。
抵抗変化の速度は強い温度依存性を示し、サブミクロン系では接合サイズに依存しない。
そのトンネル特性をmK温度で測定するために,この交互バイアス補助焼鈍法(ABAA)で処理したトランスモンクビット接合を特徴付ける。
測定された周波数は、シフト抵抗と臨界電流の間のアンベガオカー-バラトフ関係に従う。
さらに, 非処理試料と比較して, 共振・オフ共振・2レベル系の欠陥が有意に減少すると共に, 接合共振損失が約2 \times10^{-6}$の順に減少することを示した。
高分解能TEMによるイメージングでは、バリアは依然として非晶質であり、未処理の接合に対するアルミニウムの配向がより均一に分布していることが示されている。
この新しいアプローチは、アモルファス酸化アルミニウムや、現代のエレクトロニクスで使用される多くの金属-絶縁体-金属構造に依存する幅広いデバイスに適用できると期待されている。
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