論文の概要: Sidewall spacer passivated epitaxial NbN/AlN/NbN Josephson junctions for superconducting qubit applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.04820v1
- Date: Sun, 04 Oct 2026 00:00:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-11 08:37:42.610759
- Title: Sidewall spacer passivated epitaxial NbN/AlN/NbN Josephson junctions for superconducting qubit applications
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビット応用のためのサイドウォールスペーサによるエピタキシャルNbN/AlN/NbNジョセフソン接合
- Abstract要約: エピタキシャルNbN/AlN/NbNジョセフソン接合は超伝導量子ビットに対する従来のAl/AlO$_x$/Al接合の代替となる。
非晶質誘電体材料の体積と製造複雑さを両立させる加工法を用いて側壁状エピタキシャルNbN/AlN/NbN接合体を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Epitaxial NbN/AlN/NbN Josephson junctions are promising alternatives to conventional Al/AlO$_x$/Al junctions for superconducting qubits due to their crystalline tunnel barriers and the high transition temperature of NbN. However, their integration into quantum circuits typically requires complex fabrication processes involving amorphous interlayer dielectrics, which can degrade qubit coherence times. To address these issues, we developed sidewall spacer passivated epitaxial NbN/AlN/NbN junctions using a fabrication process that reduces both the volume of amorphous dielectric material and fabrication complexity. The fabricated junctions exhibited a large gap voltage of approximately 5.6 mV and low subgap leakage currents. By varying the thickness of the AlN tunnel barrier, high-quality junctions were fabricated over a wide range of critical current densities ${\it J}_c$, from 0.3 to 10$^4$ A/cm$^2$. In addition, the comparison of the current-voltage characteristics before and after buffered hydrofluoric acid treatment indicated that the wet etching process did not degrade the electrical characteristics of the junctions. These results establish a scalable fabrication process for epitaxial Josephson junctions and provide a promising platform for high-coherence nitride-based superconducting qubits.
- Abstract（参考訳）: エピタキシャルNbN/AlN/NbNジョセフソン接合は、超伝導量子ビットに対する従来のAl/AlO$_x$/Al接合の代替となりうる。
しかし、量子回路への統合は通常、量子ビットコヒーレンス時間を劣化させるアモルファス層間誘電体を含む複雑な製造プロセスを必要とする。
これらの問題に対処するために, 非晶質誘電体材料の体積と製造複雑さを両立させる加工法を用いて, 側壁スペーサを介在するエピタキシャルNbN/AlN/NbN接合を開発した。
製造された接合部は、ギャップ電圧が約5.6mV、サブギャップリーク電流が低い。
AlNトンネル障壁の厚さの変化により, 広範囲の臨界電流密度${\it J}_c$を0.3から10$^4$A/cm$^2$に設定した。
また, 緩衝加水酸処理前後の電流電圧特性を比較すると, 湿式エッチング法では接合部の電気的特性が劣化しないことがわかった。
これらの結果は、エピタキシャルジョセフソン接合のスケーラブルな製造プロセスを確立し、高コヒーレンスな窒化物ベースの超伝導量子ビットのための有望なプラットフォームを提供する。
関連論文リスト
- Gap Engineered Superconducting Multilayer Nanobridge Josephson Junctions [0.6465251961564605]
Nb/NbNおよびNb/TiN超伝導スタックに基づく多層ナノブリッジジョセフソン接合の実現について報告する。
高比抵抗窒化物層は幾何学的弱結合を定義し、トップNb層はスタックの全体的な臨界温度と膜質を設定する。
デバイスはdc SQUIDにうまく統合され、信頼性の高い回路レベルの動作を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-21T11:08:45Z) - Hidden Structural Variants in ALD NbN Superconducting Trilayers Revealed by Atomistic Analysis [6.408512681137013]
超伝導膜内の微視的不均一性は、量子回路の性能とスケーラビリティを妨げる重要なボトルネックである。
全窒化物ジョセフソン接合(JJs)はコヒーレンス時間を延長し、より高温での運転を可能にする可能性に対して大きな注目を集めている。
この研究は、超伝導NbN/AlN/NbN JJがフルポテンシャルに達するのを防ぐ原子スケールの制限を診断する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-08T02:25:29Z) - Native-oxide-passivated trilayer junctions for superconducting qubits [0.15710586783831507]
超伝導体-絶縁体-超伝導三層膜の減算パターンに基づく製造法が実現できた。
我々は、トランスモンのような量子ビットを設計、製造し、平均コヒーレンス時間を最大30$mu$sまで5GHzのキュービット周波数で測定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-04T14:39:45Z) - SuperGaN: Synthesis of NbTiN/GaN/NbTiN Tunnel Junctions [0.0]
Nbベースの回路は量子制限光子検出器、低ノイズパラメトリック増幅器、超伝導デジタル論理回路、量子コンピューティングのための低損失回路に広く応用されている。
エピタキシャル成長AlNトンネルバリアを有するNbTiN/AlN/NbTiN超伝導絶縁超伝導接合
SIS I(V) 特性の低い高品質NbTiN/GaN/NbTiNヘテロ接合の予備的結果が報告された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-26T17:50:17Z) - Improved Coherence in Optically-Defined Niobium Trilayer Junction Qubits [45.786749852292246]
ニオブは超伝導装置の運転温度と周波数の上昇の恩恵を受ける。
我々は、光学リソグラフィーのみを用いて、ニオブ三層接合を再検討し、オールニオブトランスモンを作製する。
電子レンジ領域のデバイスを特徴付け、コヒーレンスタイムを最大622mu$s、平均クビット品質係数を105$以上としています。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-09T13:26:13Z) - TOF-SIMS Analysis of Decoherence Sources in Nb Superconducting
Resonators [48.7576911714538]
超伝導量子ビットは、潜在的に基盤となるプラットフォーム技術として出現している。
材料品質と界面構造は、デバイスの性能を抑え続けている。
薄膜および隣接領域の2レベル系欠陥はノイズを導入し、電磁エネルギーを散逸させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T22:22:47Z) - Probing defect densities at the edges and inside Josephson junctions of
superconducting qubits [58.720142291102135]
乱れた材料のトンネル欠陥は、2段階の急激なシステムを形成する。
超伝導量子ビットの場合、サブミクロサイズのジョセフソン接合のトンネル障壁の欠陥は量子ビットに最も強い。
接合部の非晶質トンネル壁の先端部や奥深くに欠陥が出現するかどうかを調べた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-14T15:01:35Z) - Enhanced coherence of all-nitride superconducting qubits epitaxially
grown on silicon substrate [2.3180219011095327]
シリコン基板上のNbN/AlN/NbNエピタキシャルジョセフソン接合をベースとした超伝導量子ビットを開発した。
全窒化物量子ビットは、酸化に対する化学的安定性のような大きな利点を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-13T13:03:17Z) - In-situ bandaged Josephson junctions for superconducting quantum
processors [101.18253437732933]
シャドウ蒸発は、超伝導量子ビット(ジョセフソン接合)の鍵要素をマイクロファブリケートするために一般的に用いられる。
ここでは, サブミクロサイズのジョセフソン接合部と包帯層を単一リソグラフィー工程で作製できる改良されたシャドウ蒸発法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-05T11:08:09Z) - Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。
本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。
提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-29T09:57:50Z) - Coherent superconducting qubits from a subtractive junction fabrication
process [48.7576911714538]
ジョセフソントンネル接合は、量子ビットを含むほとんどの超伝導電子回路の中心である。
近年、サブミクロンスケールの重なり合う接合が注目されている。
この研究は、高度な材料と成長プロセスによるより標準化されたプロセスフローへの道を開き、超伝導量子回路の大規模製造において重要なステップとなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-30T14:52:14Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。