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超导量子比特为实现容错量子计算展现了巨大潜力，但非晶态介电材料的高损耗特性制约了当前技术的发展。寻找具有本征低微波损耗、高结晶度且化学计量比精确的介电材料成为核心材料学挑战，但经过实验验证的平台仍极为稀缺。该研究团队通过脉冲激光沉积技术，将晶体介电材料整合进异质外延TiN/γ-Al₂O₃/TiN三明治结构中。协同高分辨率成像、衍射与光谱测量证实所有层均具备单晶质量与化学完整性，氧化物-氮化物界面缺陷极少且阴离子互扩散受限。采用平行板电容微波集总元件谐振器，该工作首次直接测量了外延γ-Al₂O₃的介电损耗，测得本征双能级系统损耗低至δ_TLS⁰=(2.8±0.1)×10^-5。这些成果确立了过渡金属氮化物上异质外延氧化物作为超导量子电路极具吸引力的材料平台，尤其适用于合并元素Transmon和微波动能电感探测器等紧凑器件架构的集成。