PofoliaPofolia ile paylaşıldı

ACS Nano· 2026Q1

Süperiletken Kuantum Devreleri İçin Düşük Kayıplı Dielektrikler Amaçlı Oksit-Nitür Heteroepitaksisi

Oxide-Nitride Heteroepitaxy for Low-Loss Dielectrics in Superconducting Quantum Circuits

David A. Garcia-Wetten, Mitchell J. Walker, Peter G. Lim, André Vallières ve diğerleri

Kısa özet

TiN/γ-Al2O3/TiN üçlü katmanına entegre edilen epitaksiyel γ-Al2O3, süperiletken kuantum devreleri için yeni bir malzeme platformu oluşturan δTLS0 = (2.8 ± 0.1) × 10–5 düşük içsel dielektrik kaybı göstermektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Süperiletken kuantum devreleri için TiN/γ-Al2O3/TiN üçlü katman yapısı geliştirildi.
  • Gelişmiş görüntüleme ve spektroskopi kullanılarak tüm katmanların tek kristal kalitesi ve kimyasal bütünlüğü doğrulandı.
  • Epitaksiyel γ-Al2O3 için düşük içsel iki seviyeli sistem dielektrik kaybı ölçüldü: δTLS0 = (2.8 ± 0.1) × 10–5.
  • Geçiş metali nitrürleri üzerindeki heteroepitaksiyel oksitler, kuantum teknolojileri için uygun bir malzeme platformu olarak belirlendi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Superconducting qubits show great promise for the realization of fault-tolerant quantum computing, but lossy, amorphous dielectrics limit current technology. Identifying highly crystalline and stoichiometric dielectrics with intrinsically low microwave loss is therefore a central materials challenge, yet experimentally validated platforms remain scarce. This work integrates a crystalline dielectric into a heteroepitaxial TiN/γ-Al2O3/TiN trilayer grown via pulsed laser deposition. Correlative high-resolution imaging, diffraction, and spectroscopy measurements confirm the single-crystal quality and chemical integrity of all layers, with minimal defects and limited anion interdiffusion across the oxide–nitride interfaces. Using microwave lumped-element resonators with parallel-plate capacitors, this work establishes an experimentally measured upper bound for the dielectric loss of epitaxial γ-Al2O3, which has a low intrinsic two-level system loss of δTLS0 = (2.8 ± 0.1) × 10–5. These results establish heteroepitaxial oxides on transition metal nitrides as an attractive materials platform for superconducting quantum circuits, particularly for integration into compact device architectures such as merged-element transmons and microwave kinetic inductance detectors.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. ACS Nano, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarUygulamada
Makaleye SorUygulamada

Devamı Pofolia uygulamasında

Çıkarımlar ve makaleye soru sorma; ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Ücretsiz.

Web'de giriş yaparak aç

Alan: Malzeme Kimyası

Materials ChemistryMaterials Science