論文の概要: Development of TiN/AlN-based superconducting qubit components

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.07227v1
• Date: Wed, 11 Sep 2024 12:36:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-12 14:35:46.054648
• Title: Development of TiN/AlN-based superconducting qubit components
• Title（参考訳）: TiN/AlN系超伝導量子ビット部品の開発
• Authors: Benedikt Schoof, Moritz Singer, Simon Lang, Harsh Gupta, Daniela Zahn, Johannes Weber, Marc Tornow,
• Abstract要約: 窒化チタン(TiN)および窒化アルミニウム(AlN)層からの超伝導量子ビット部品の作製 TiN/AlN/TiN接合の臨界電流の依存性の測定は150$mu$Aから2$mu$Aの値を得た。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8354412073143425
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper presents the fabrication and characterization of superconducting qubit components from titanium nitride (TiN) and aluminum nitride (AlN) layers to create Josephson junctions and superconducting resonators in an all-nitride architecture. Our methodology comprises a complete process flow for the fabrication of TiN/AlN/TiN junctions, characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), ellipsometry and DC electrical measurements. We evaluated the sputtering rates of AlN under varied conditions, the critical temperatures of TiN thin films for different sputtering environments, and the internal quality factors of TiN resonators in the few-GHz regime, fabricated from these films. Overall, this offered insights into the material properties critical to qubit performance. Measurements of the dependence of the critical current of the TiN / AlN / TiN junctions yielded values ranging from 150 ${\mu}$A to 2 ${\mu}$A, for AlN barrier thicknesses up to ca. 5 nm, respectively. Our findings demonstrate advances in the fabrication of nitride-based superconducting qubit components, which may find applications in quantum computing technologies based on novel materials.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 窒化チタン (TiN) および窒化アルミニウム (AlN) 層からの超伝導量子ビット部品の作製と特性評価を行い, 全窒化物アーキテクチャにおけるジョセフソン接合と超伝導共振器の創製について述べる。 本手法は,TiN/AlN/TiN接合の完全なプロセスフローからなり,走査電子顕微鏡(SEM),原子間力顕微鏡(AFM),エリプソメトリー,直流電気測定が特徴である。 種々の条件下でのAlNのスパッタリング速度, 異なるスパッタリング環境におけるTiN薄膜の臨界温度, およびこれらの薄膜から作製した数GHz帯のTiN共振器の内部品質係数について検討した。 全体として、これは量子ビット性能に不可欠な材料特性に関する洞察を提供する。 TiN/AlN/TiN接合の臨界電流依存性の測定値は150${\mu}$Aから2${\mu}$Aの範囲で測定された。 5nmであった。 本研究は, 窒化物系超伝導量子ビット部品の製作の進展を示すものである。

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