在GaAs(111)A衬底上制备的具有优异结晶质量的近单畴超导铝薄膜,可用于可扩展量子电路

该研究团队通过分子束外延技术在砷化镓(111)A衬底上实现了近单畴超导铝薄膜的可重复生长。同步辐射X射线衍射显示,19.4纳米和9.6纳米厚度薄膜的双晶畴比例分别仅为0.00005和0.0003——这是所有衬底上铝薄膜中报道的最低值,长期以来被认为无法在实际器件平台上实现。非垂直Al{111¯}反射面的方位角扫描显示出半高宽低至0.55∘的窄峰,这一指标优于其他任何方法生长的外延铝薄膜。垂直扫描显示薄膜具有明确的(111)晶向和显著的彭德洛辛干涉条纹,θ摇摆曲线半高宽值低至0.018∘;前者表明薄膜-衬底和氧化物-薄膜界面具有陡峭的突变特性。电子背散射衍射图谱证实了宏观尺度的面内均匀性且不存在Σ3双晶畴。原子力显微镜和扫描透射电子显微镜证实了原子级光滑表面和陡峭的异质界面。这些薄膜的临界温度接近块体材料值,为可扩展、高相干性超导量子比特建立了理想材料平台。

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提交arXiv: 2026-02-19 10:52

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