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理解超导薄膜材料特性与微波损耗之间的关联是开发用于量子电路的低损耗材料的关键课题。本研究聚焦于钒（V）作为一种用于超导量子器件的新型材料，并探讨了钒薄膜的结构特性与其微波损耗之间的关系。通过溅射方法，该团队在（001）取向的硅晶圆上生长了四种钒薄膜结构，分别使用铌（Nb）和钽（Ta）作为缓冲层和覆盖层材料，具体结构为：Nb/V/Ta、Nb/V、V/Ta 和 V。X射线衍射和原子力显微镜分析显示，在铌缓冲层上生长的钒薄膜比直接在硅晶圆上生长的钒薄膜具有更高的晶格取向均匀性和更小的晶粒尺寸。研究人员利用这四种钒薄膜结构制作了共面波导谐振器，并通过微波测量获得了内部品质因子（\(Q_{\rm int}\)）随平均光子数（\(\langle n_{\rm ph} \rangle\)）的变化关系。通过对 \(Q_{\rm int}\) 与 \(\langle n_{\rm ph} \rangle\) 的关系进行分析，发现钒薄膜表面的损耗主要受与 \(\langle n_{\rm ph} \rangle\) 无关的非双能级系统（non-TLS）损耗主导，而引入钽覆盖层可以缓解此类损耗。此外，尽管铌缓冲层上的钒薄膜具有比直接在硅晶圆上生长的薄膜更高的晶格取向均匀性，但前者在 \(\langle n_{\rm ph} \rangle\) 范围为 10\(^{0}\) 到 10\(^{6}\) 时表现出更低的 \(Q_{\rm int}\) 和更高的非双能级系统损耗。这些趋势的原因可能与钒氧化物有关，能量色散X射线光谱和X射线光电子能谱分析表明，在钒谐振器内部区域（包括表面和晶界）存在这些氧化物，同时也可能与钒氢化物有关。