外延钽膜和铝膜的“原位”氧化铝钝化使超导微波谐振器具备长期稳定性

超导微波谐振器的长期稳定性对可扩展量子技术至关重要,然而表面与界面劣化问题始终制约着器件稳定性。该研究团队展示了采用外延钽铝薄膜制造、并在超高真空环境下通过原位沉积三氧化二铝保护的微带谐振器具有卓越稳定性。这些谐振器初始内部品质因子(Qi)超百万,暴露空气十四个月后仍保持高性能且衰减极小。相比之下,依赖自然氧化层的器件其Qi值随时间显著下降,表明微波损耗加剧。X射线光电子能谱分析揭示,原位沉积三氧化二铝能有效抑制界面氧化并保持底层超导薄膜的化学完整性,而自然氧化层会导致持续氧化引发器件劣化。该工作提出了一种稳健且可规模化的钝化策略,解决了超导量子电路发展中长期存在的材料挑战。

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