通过有机膦酸自组装单分子层表面钝化实现铌超导谐振腔的高时间稳定性
超导电路实现高相干时间的主要限制因素之一是双能级系统(TLS)损耗。为减少此类损耗,需控制金属-空气界面原生氧化物的形成。本研究报道了在去除氧化层后,于铌薄膜上生长烷基膦酸自组装单分子膜(SAMs)的方法。通过共面波导谐振器在10mK下的品质因数和谐振频率变化,研究人员评估了六天空气暴露中钝化处理的效果。未钝化谐振器在单光子功率水平下损耗增加约80%,而SAM钝化器件则因抑制氧化物再生而保持优异的时间稳定性。借助双组分TLS模型,该团队鉴别出两类谐振器的显著损耗通道差异,并量化得出SAM的特征TLS损耗约为5×10^-7。该工作提出的钝化技术有望为工业级量子比特制造——尤其是对器件长期稳定性要求严苛的领域——提供重要解决方案。
