論文の概要: A simple method to fabricate Josephson junctions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.25195v2
- Date: Wed, 29 Apr 2026 04:50:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-30 13:51:54.140907
- Title: A simple method to fabricate Josephson junctions
- Title（参考訳）: ジョセフソン接合の簡易製作法
- Authors: Imran Mahboob, Satoshi Sasaki, Takaaki Takenaka,
- Abstract要約: この研究は、Al/AlO$_x$/Al Josephson接合を作るための最も単純なアプローチを確立する。
これは超伝導回路ベースの量子技術の普及に寄与する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A minimal method to fabricate Al/AlO$_x$/Al Josephson junctions (JJs) using photolithography and argon etching, before metallization and oxidation, is demonstrated. JJs with areas ranging from 1 to 6 $μ$m$^2$ can be fabricated and, with the appropriate oxidation conditions, the junction resistance can be varied by $\sim$2 orders of magnitude. Transmission electron microscopy reveals the successful fabrication of JJs with few grain boundaries suggesting reduced energy loss from two-level-systems. Superconducting QUantum Interference Devices (SQUIDs) fabricated from this methodology exhibit reduced resistance variation over multiple chips, compared with electron beam lithography, and the devices can sustain repeated thermal cycles to 10 mK with the excellent flux response remaining unchanged. The quantum applications of this technology are demonstrated by embedding a SQUID resonator into a 3D cavity and parametrically amplifying low photon numbers with gains of $\sim$40 dB. This work establishes the simplest approach to fabricating JJs to date, and it could prove pivotal to the widespread utilization of superconducting circuit-based quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 光リソグラフィーとアルゴンエッチングを用いてAl/AlO$_x$/Al Josephson接合体(JJs)を金属化および酸化前に作製する最小の方法を示す。
1〜6$μ$m$^2$の範囲のJJを製造でき、適切な酸化条件下では、接合抵抗は$\sim$2$で変化させることができる。
透過電子顕微鏡は、2レベル系からのエネルギー損失の低減を示唆する粒界がほとんどないJJの製造に成功したことを示している。
本法により作製された超電導QUantum Interference Devices (SQUIDs) は, 電子線リソグラフィーと比較して, 複数のチップ上での抵抗変動を低減し, 繰り返し熱サイクルを10mKまで維持することができる。
この技術の量子応用は、SQUID共振器を3次元キャビティに埋め込んで、$\sim$40 dBの利得で低光子数をパラメトリックに増幅することによって実証される。
この研究は、JJを製造するための最も単純なアプローチを確立し、超伝導回路ベースの量子技術の普及に鍵を握る可能性がある。
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