論文の概要: Fabrication and characterization of low-loss Al/Si/Al parallel plate capacitors for superconducting quantum information applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01369v1
- Date: Fri, 2 Aug 2024 16:24:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-05 12:48:28.952735
- Title: Fabrication and characterization of low-loss Al/Si/Al parallel plate capacitors for superconducting quantum information applications
- Title（参考訳）: 超伝導量子情報応用のための低損失Al/Si/Alパラレルプレートコンデンサの作製と評価
- Authors: Anthony McFadden, Aranya Goswami, Tongyu Zhao, Teun van Schijndel, Trevyn F. Q. Larson, Sudhir Sahu, Stephen Gill, Florent Lecocq, Raymond Simmonds, Chris Palmstrøm,
- Abstract要約: アルミニウムで接触した結晶状シリコンフィンからなるパラレルプレートコンデンサは、超伝導回路での使用に有望な技術であることが示されている。
単結晶Siコンデンサは、リソグラフィーパターンのアルミニウムインダクタと、従来の$Al/AlO_x/Al$ジョセフソン接合部とで、積層素子共振器とトランモンに組み込まれている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Increasing the density of superconducting circuits requires compact components, however, superconductor-based capacitors typically perform worse as dimensions are reduced due to loss at surfaces and interfaces. Here, parallel plate capacitors composed of aluminum-contacted, crystalline silicon fins are shown to be a promising technology for use in superconducting circuits by evaluating the performance of lumped element resonators and transmon qubits. High aspect ratio Si-fin capacitors having widths below $300nm$ with an approximate total height of 3$\mu$m are fabricated using anisotropic wet etching of Si(110) substrates followed by aluminum metallization. The single-crystal Si capacitors are incorporated in lumped element resonators and transmons by shunting them with lithographically patterned aluminum inductors and conventional $Al/AlO_x/Al$ Josephson junctions respectively. Microwave characterization of these devices suggests state-of-the-art performance for superconducting parallel plate capacitors with low power internal quality factor of lumped element resonators greater than 500k and qubit $T_1$ times greater than 25$\mu$s. These results suggest that Si-Fins are a promising technology for applications that require low loss, compact, superconductor-based capacitors with minimal stray capacitance.
- Abstract（参考訳）: 超伝導回路の密度の増大は、コンパクトな部品を必要とするが、超伝導体ベースのコンデンサは、表面や界面の損失により寸法が小さくなるため、一般的には悪化する。
ここでは、アルミニウムで接触した結晶状シリコンフィンからなるパラレルプレートコンデンサが、積層素子共振器とトランモン量子ビットの性能を評価することにより、超伝導回路での使用に有望な技術であることが示されている。
高アスペクト比SiフィンキャパシタをSi(110)基板の異方性湿式エッチングおよびアルミニウム金属化法により作製した。
単結晶Siコンデンサは、それぞれ、リソグラフィーパターンのアルミニウムインダクタと従来の$Al/AlO_x/Al$ジョセフソン接合を用いて、積層素子共振器とトランスモンに組み込まれている。
これらの装置のマイクロ波特性は,500k以上およびqubit$T_1$が25$\mu$s以上である積層素子共振器の低電力内部品質係数を有する超電導パラレルプレートコンデンサの最先端性能を示唆している。
これらの結果から,Si-Finsは低損失,小型,超伝導系キャパシタの最小容量を必要とするアプリケーションにとって有望な技術であることが示唆された。
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