論文の概要: Alternating Bias Assisted Annealing of Amorphous Oxide Tunnel Junctions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.07415v4
- Date: Fri, 16 Aug 2024 06:31:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-08-19 20:55:32.985634
- 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部の交換バイアスによる焼鈍
- 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）: 3.900324344668458
- 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制御的に調整する変換手法を実証する。
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, これらの研究は, 未処理試料と比較して, 共振器および非共振器系欠陥の顕著な低減とともに, $\approx 2 \times10^{-6}$の次数による接合分散損失の低減を示す。
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、アモルファスな酸化アルミニウムや、現代の電子機器で使われてい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広く適用されることが期待されている。
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