基于铌氮化物超导电极的AlScN兰姆波谐振器低温性能突破及其在量子混合网络中的应用

本文创新性地采用超导材料氮化铌（NbN）作为电极，在Al0.7Sc0.3N平台上构建S0模式兰姆波谐振器（LWR）。实验表明，在4K低温下NbN电极实现零电阻特性，使器件品质因子（Q）提升至1524（室温的7.29倍），优值（FoM=Q×kt2）达57.89，为量子比特（qubit）系统声学谐振器设计提供新范式。

　　

Highlight

本研究在AlScN平台上集成了氮化铌（NbN）超导材料的S₀模式兰姆波谐振器（LWR），并对比了NbN与铝（Al）电极在低温下的性能。通过低温测试数据处理，我们证明NbN在其临界温度进入超导态，将电极损耗降为零。这一发现凸显了NbN作为低温声学谐振器电极材料的可行性。在4K时，基于NbN的谐振器表现出1524的品质因子（Q）和57.89的优值（FoM = Q × k_t²），分别比室温性能提高7.29倍和5.76倍。该研究为量子系统中声学谐振器的应用开辟了新路径。

Conclusion

在本研究中，我们将NbN超导材料集成到AlScN平台的S₀模式LWR中，并研究了NbN和Al电极谐振器在低温下的性能。通过处理低温测试数据，我们证明NbN在其临界温度进入超导态，将电极损耗降为零。这一发现凸显了使用NbN作为低温声学谐振器电极材料的可行性。在4K时，基于NbN的谐振器实现了1524的Q值和57.89的FoM（Q × k_t²），分别比室温提高了7.29倍和5.76倍。该研究为量子系统中声学谐振器的应用开辟了新的技术途径。