論文の概要: Reducing two-level system dissipations in 3D superconducting Niobium
resonators by atomic layer deposition and high temperature heat treatment
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.04137v1
- Date: Tue, 6 Feb 2024 16:40:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-07 14:07:57.884334
- Title: Reducing two-level system dissipations in 3D superconducting Niobium
resonators by atomic layer deposition and high temperature heat treatment
- Title（参考訳）: 原子層堆積と高温熱処理による3次元超伝導NiO共振器の2レベル系散逸低減
- Authors: Yasmine Kalboussi, Baptiste Delatte, Sarra Bira, Kassiog\'e Dembele,
Xiaoyan Li, Frederic Miserque, Nathalie Brun, Michael Walls, Jean-luc
Maurice, Diana Dragoe, Jocelyne Leroy, David Longuevergne, Aur\'elie Gentils,
St\'ephanie Jublot-Leclerc, Gregoire Julien, Fabien Eozenou, Matthieu
Baudrier, Luc Maurice and Thomas Proslier
- Abstract要約: 10nmアルミ酸化物Al2O3薄膜の原子層堆積(ALD)による3次元超伝導ニオブ共振器の2レベル損失の低減を実証した。
酸化ニオブの溶解とAl2O3-Nb界面の改質を目撃した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.520721347047517
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Superconducting qubits have arisen as a leading technology platform for
quantum computing which is on the verge of revolutionizing the world's
calculation capacities. Nonetheless, the fabrication of computationally
reliable qubit circuits requires increasing the quantum coherence lifetimes,
which are predominantly limited by the dissipations of two-level system (TLS)
defects present in the thin superconducting film and the adjacent dielectric
regions. In this paper, we demonstrate the reduction of two-level system losses
in three-dimensional superconducting radio frequency (SRF) niobium resonators
by atomic layer deposition (ALD) of a 10 nm aluminum oxide Al2O3 thin films
followed by a high vacuum (HV) heat treatment at 650 {\deg}C for few hours. By
probing the effect of several heat treatments on Al2O3-coated niobium samples
by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) plus scanning and conventional high
resolution transmission electron microscopy (STEM/HRTEM) coupled with electron
energy loss spectroscopy (EELS) and (EDX) , we witness a dissolution of niobium
native oxides and the modification of the Al2O3-Nb interface, which correlates
with the enhancement of the quality factor at low fields of two 1.3 GHz niobium
cavities coated with 10 nm of Al2O3.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは、世界の計算能力に革命が迫っている量子コンピューティングの最先端技術プラットフォームとして生まれてきた。
それにもかかわらず、計算に信頼性のある量子ビット回路の製造には量子コヒーレンス寿命の増大が必要であり、これは主に超伝導薄膜と隣接する誘電体領域に存在する2レベルシステム(TLS)欠陥の散逸によって制限される。
本稿では、10nmの酸化アルミニウムal2o3薄膜の原子層堆積(ald)と650 {\deg}cでの高真空(hv)熱処理による3次元超伝導高周波(srf)ニオブ共振器の2レベル系統損失の低減を実証する。
By probing the effect of several heat treatments on Al2O3-coated niobium samples by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) plus scanning and conventional high resolution transmission electron microscopy (STEM/HRTEM) coupled with electron energy loss spectroscopy (EELS) and (EDX) , we witness a dissolution of niobium native oxides and the modification of the Al2O3-Nb interface, which correlates with the enhancement of the quality factor at low fields of two 1.3 GHz niobium cavities coated with 10 nm of Al2O3.
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