无光刻胶阴影沉积技术——利用硅沟槽结构制备超导量子比特中的约瑟夫森结

为提升量子比特性能,研究人员持续探索超导量子比特制造工艺的创新。尽管基底层的制备与加工工艺已取得进展,但基于光刻胶的约瑟夫森结(JJ)制造方案至今未有重大变革。光刻胶掩模在沉积过程中会导致化学污染,并制约着原位/非原位表面处理、结材料选择及工艺扩展性。本研究展示了一种基于硅沟槽刻蚀的无光刻胶结制备技术,该技术与CMOS工艺兼容,并能无缝整合至现有量子比特基底层制备与化学处理创新流程中。采用该方法制备的铝-氧化铝-铝约瑟夫森结及量子比特器件,测得中位能量弛豫时间高达184微秒。检测显示基底-金属界面污染极低,且35小时观测周期内的能量弛豫波动呈现窄幅正态分布特征。该技术为基底处理工艺及新型材料平台的应用开拓了更广阔的操作空间。
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提交arXiv: 2026-04-10 18:19

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