在蓝宝石基板上制造具有高均性和稳定性的Al/AlOx/Al连接
Yuzhen Zheng1,2, Shuming Li3, Zengqian Ding3
1School of Nano-Tech and Nano-Bionics, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, People's Republic of China.
Scientific reports
|July 22, 2023
概括
我们在蓝宝石基板上实现了高度均和稳定的/氧化/约瑟夫森连接,这对于扩展量子计算机至关重要. 这一突破提高了超导量子电路和放大器的可靠性.
科学领域:
- 量子计算和超导器件的设备.
- 材料科学与制造 材料科学与制造
背景情况:
- 带有和的蓝宝石基板是长连贯时间量子比特的关键.
- 缩放量子芯片需要在约瑟夫森连接处提高统一性和稳定性.
研究的目的:
- 为了优化在蓝宝石基板上制造均和稳定的Al/AlOx/AlJosephson连接点.
- 为了证明先进量子设备的大规模集成的可行性.
主要方法:
- 优化了电子束光刻,专注于制造过程中的导电层.
- 在蓝宝石上制造的Al/AlOx/Al Josephson接口,尺寸从0.0169到0.04μm2.
主要成果:
- 在15mm x 15mm芯片上,室温电阻的相对标准偏差<1.7%,在2英寸晶圆上<2.66%,在蓝宝石上代表了最高的均性.
- 证明了连接稳定性,抵抗变化从室温到4K为9.73%,在加热后完全可逆.
- 经过100天的储存后,显示出长期稳定性,平均抵抗变化仅为1.16%.
结论:
- 开发的制造工艺在大面积的蓝宝石基板上产生高度均和稳定的约瑟夫森结.
- 这一进步对于制造数百个量子比特的超导量子芯片至关重要.
- 允许开发可扩展的量子计算机和量子有限放大器.
