論文の概要: Enhanced Superconducting Qubit Performance Through Ammonium Fluoride Etch
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02863v1
- Date: Mon, 5 Aug 2024 23:25:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-07 15:19:13.628016
- Title: Enhanced Superconducting Qubit Performance Through Ammonium Fluoride Etch
- Title（参考訳）: フッ化アンモニウムエッチングによる超電導クビット性能の向上
- Authors: Cameron J. Kopas, Dominic P. Goronzy, Thang Pham, Carlos G. Torres Castanedo, Matthew Cheng, Rory Cochrane, Patrick Nast, Ella Lachman, Nikolay Z. Zhelev, Andre Vallieres, Akshay A. Murthy, Jin-su Oh, Lin Zhou, Matthew J. Kramer, Hilal Cansizoglu, Michael J. Bedzyk, Vinayak P. Dravid, Alexander Romanenko, Anna Grassellino, Josh Y. Mutus, Mark C. Hersam, Kameshwar Yadavalli,
- Abstract要約: 超伝導量子ビットの性能は、散逸と2レベルシステム(TLS)の損失によって制限されることが多い。
ここではジョセフソン接合基板と基板-空気界面での新しい湿式化学表面処理について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.705263765768372
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The performance of superconducting qubits is often limited by dissipation and two-level systems (TLS) losses. The dominant sources of these losses are believed to originate from amorphous materials and defects at interfaces and surfaces, likely as a result of fabrication processes or ambient exposure. Here, we explore a novel wet chemical surface treatment at the Josephson junction-substrate and the substrate-air interfaces by replacing a buffered oxide etch (BOE) cleaning process with one that uses hydrofluoric acid followed by aqueous ammonium fluoride. We show that the ammonium fluoride etch process results in a statistically significant improvement in median $\text{T}_1$ by $\sim22\%$ ($p=0.002$), and a reduction in the number of strongly-coupled TLS in the tunable frequency range. Microwave resonator measurements on samples treated with the ammonium fluoride etch prior to niobium deposition also show $\sim33\%$ lower TLS-induced loss tangent compared to the BOE treated samples. As the chemical treatment primarily modifies the Josephson junction-substrate interface and substrate-air interface, we perform targeted chemical and structural characterizations to examine materials' differences at these interfaces and identify multiple microscopic changes that could contribute to decreased TLS.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの性能は、散逸と2レベルシステム(TLS)の損失によって制限されることが多い。
これらの損失の主な原因は、おそらく製造過程や環境暴露の結果、非晶質の材料や界面や表面の欠陥に由来すると考えられている。
そこで本研究では, 疎水性酸化物エッチング (BOE) をフッ化アンモニウムおよびフッ化アンモニウムを用いた洗浄法に置き換えることにより, ジョセフソン接合基板および基板-空気界面での新しい湿式化学表面処理法について検討する。
その結果,フッ化アンモニウムエッチングは中央値$\text{T}_1$ by $\sim22\%$$p=0.002$で統計的に有意な改善が得られ,可変周波数域における強結合TLSの減少が認められた。
ニオブ沈着前のフッ化アンモニウムエッチング処理試料のマイクロ波共振器測定では, BOE処理試料と比較すると, $\sim33\%$低損失タンジェントが得られた。
化学処理はジョセフソン接合-基板界面と基板-空気界面を主に修飾するので,これらの界面における材料の違いを調べ,TLSの減少に寄与する複数の微視的変化を同定するために,標的となる化学的・構造的特徴付けを行う。
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