使用钛牺牲层降低钽共面波导谐振器中的TLS损耗

该研究团队通过在超高电阻率硅衬底上制备钽共面波导谐振器,并采用超薄钛牺牲层技术,显著降低了双层系统的损耗。具体而言,在预溅射α相钽膜表面沉积0.2纳米钛薄膜作为固态氧捕获剂,通过化学反应有效调控了金属-空气界面处的原生氧化钽结构。器件制备完成后使用缓冲氧化物刻蚀液去除钛层,留下化学还原后的氧化钽表面,再经高真空退火处理进一步抑制双层系统损耗。经此工艺处理的十个器件在单光子态下平均内部品质因数Qi突破150万,较未采用钛层处理的相同器件提升逾三倍。这些发现揭示了界面氧化物化学性质对超导损耗的关键影响,验证了原子尺度表面工程可作为提升钽基量子电路相干性的有效策略。该技术与现有钽薄膜制备工艺完全兼容,为延长超导量子比特T1寿命提供了实用化解决方案。
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提交arXiv: 2026-01-22 23:45

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