論文の概要: Near-single-domain superconducting aluminum films on GaAs(111)A with exceptional crystalline quality for scalable quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17249v1
- Date: Thu, 19 Feb 2026 10:52:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-20 15:21:28.923501
- Title: Near-single-domain superconducting aluminum films on GaAs(111)A with exceptional crystalline quality for scalable quantum circuits
- Title（参考訳）: スケーラブル量子回路用GaAs(111)A上における準単結晶超伝導アルミニウム薄膜
- Authors: Hsien-Wen Wan, Yi-Ting Cheng, Chao-Kai Cheng, Jui-Min Chia, Chien-Ting Wu, Sheng-Shiuan Yeh, Chia-Hung Hsu, Jueinai Kwo, Minghwei Hong,
- Abstract要約: 分子線エピタキシーを用いたGaAs(111)Aウェハ上に, ほぼ単一領域の超伝導アルミニウム(Al)薄膜を再現的に成長させた。
放射光X線回折により、それぞれ19.4nm薄膜と9.6nm薄膜の0.00005と0.0003の双対領域比が明らかになった。
フィルムはバルク値に近づく臨界温度を示し、スケーラブルで高コヒーレンスな超伝導量子ビットのための材料プラットフォームを確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1139778052366875
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We have reproducibly grown near-single-domain superconducting aluminum (Al) films on GaAs(111)A wafers using molecular beam epitaxy. Synchrotron X-ray diffraction revealed twin-domain ratios of 0.00005 and 0.0003 for 19.4-nm- and 9.6-nm-thick films, respectively-the lowest reported for Al on any substrate and long considered unattainable for practical device platforms. Azimuthal scans across off-normal Al{$11\bar{1}$} reflections exhibit narrow full width at half maximum (FWHM) values down to $0.55^\circ$, unmatched by epi-Al grown by any other method. Normal scans showed a well-defined (111) orientation with pronounced Pendellösung fringes, and $θ$-rocking-curve FWHM values down to $0.018^\circ$; the former indicates abrupt film-substrate and oxide-film interfaces. Electron backscatter diffraction mapping confirms macroscopic in-plane uniformity and the absence of $Σ$3 twin domains. Atomic force microscopy and scanning transmission electron microscopy confirmed atomically smooth surfaces and abrupt heterointerfaces. The films exhibit critical temperatures approaching bulk values, establishing a materials platform for scalable, high-coherence superconducting qubits.
- Abstract（参考訳）: 我々は、分子線エピタキシーを用いてGaAs(111)Aウェハ上に、ほぼ単一領域の超伝導アルミニウム(Al)膜を再現的に成長させた。
シンクロトロンX線回折により、19.4nm膜と9.6nm膜では0.00005と0.0003の2つのドメイン比が明らかとなった。
Azimuthal scans across off-normal Al{$11\bar{1}$} reflections exhibit narrow full width at half maximum (FWHM) value down to $0.55^\circ$, unmatched by epi-Al grown by any method。
通常のスキャンでは、ペンデレースングの縁が鮮明で、$θ$-rocking-curve FWHMの値は0.018^\circ$となり、前者は急激なフィルム基板と酸化物薄膜の界面を示す。
電子後方散乱回折マッピングは、巨視的な面内均一性と$$$3の双対領域が存在しないことを確認する。
原子間力顕微鏡と走査透過電子顕微鏡は原子的に滑らかな表面と突然のヘテロ界面を確認した。
フィルムはバルク値に近づく臨界温度を示し、スケーラブルで高コヒーレンスな超伝導量子ビットのための材料プラットフォームを確立した。
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