論文の概要: Dielectric Loss due to Charged-Defect Acoustic Phonon Emission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.17291v1
• Date: Tue, 27 Feb 2024 08:10:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 17:24:31.997345
• Title: Dielectric Loss due to Charged-Defect Acoustic Phonon Emission
• Title（参考訳）: 荷電欠陥音波フォノン放射による誘電損失
• Authors: Mark E. Turiansky and Chris G. Van de Walle
• Abstract要約: 欠陥毎の損失は、主にホスト材料の特性に依存する。 ダイヤモンド、立方晶BN、AlN、SiCはこの点において最適である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The coherence times of state-of-the-art superconducting qubits are limited by bulk dielectric loss, yet the microscopic mechanism leading to this loss is unclear. Here we propose that the experimentally observed loss can be attributed to the presence of charged defects that enable the absorption of electromagnetic radiation by the emission of acoustic phonons. Our explicit derivation of the absorption coefficient for this mechanism allows us to derive a loss tangent of $7.2 \times 10^{-9}$ for Al$_2$O$_3$, in good agreement with recent high-precision measurements [A. P. Read et al., Phys. Rev. Appl. 19, 034064 (2023)]. We also find that for temperatures well below ~0.2 K, the loss should be independent of temperature, also in agreement with observations. Our investigations show that the loss per defect depends mainly on properties of the host material, and a high-throughput search suggests that diamond, cubic BN, AlN, and SiC are optimal in this respect.
• Abstract（参考訳）: 最先端超伝導量子ビットのコヒーレンス時間はバルク誘電損失によって制限されるが、この損失につながる顕微鏡機構は不明確である。 実験により得られた損失は、音響フォノンの放射による電磁放射の吸収を可能にする荷電欠陥の存在に起因することが示唆された。 この機構の吸収係数の明示的な導出により、最近の高精度測定(A. P. Read et al., Phys. Appl. 19, 034064 (2023))とよく一致して、7.2 \times 10^{-9}$ for Al$2$O$_3$の損失接種を導出することができる。 また, 約0.2K以下の温度の場合, 損失は温度に依存しないはずであり, 観測値とも一致している。 本研究は, 欠陥毎の損失が主にホスト材料の特性に依存することを示すとともに, 高スループット探索により, ダイヤモンド, 立方BN, AlN, SiCが最適であることが示唆された。

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