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Material losses characterization in superconducting resonators based on α and β Tantalum

Dhundhwal, Ritika 1; Duan, Haoran; Brauch, Lucas; Arabi, Soroush; Li, Qili; Pal, S.; Palomo, Jose; Fuchs, Dirk; Welle, Alexander ORCID iD icon 2; Scheffler, Mark; Leghtas, Zaki; Aghassi-Hagmann, Jasmin ORCID iD icon 3; Kübler, Christian; Wulfhekel, Wulf 4; Pop, Ioan M.; Reisinger, Thomas 1
1 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

Implementation of tantalum as a new material platform in transmon qubit has shown promising results with coherence time exceeding 0.3 ms[1]. To understand the underlying cause for record breaking coherence times, the main focus has been on use of alpha phase tantalum to achieve high quality qubits and resonators whereas the beta phase remains largely unexplored. In this work, we compare internal quality factor in lumped element resonators as a function of photon number and temperature. We use various material characterization tools to investigate surface and bulk properties of tantalum. Further, we vary the energy participation ratio in tantalum metal-substrate and metal-air interfaces to estimate the loss tangent and get insight into dominant loss mechanism.
[1] Place, A.P.M., Rodgers, L.V.H., Mundada, P. et al. Nat Commun 12, 1779 (2021).


Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Physikalisches Institut (PHI)
Publikationstyp Vortrag
Publikationsmonat/-jahr 03.2024
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000169264
HGF-Programm 47.11.02 (POF IV, LK 01) Emergent Quantum Phenomena
Veranstaltung 87. Jahrestagung der DPG und DPG-Frühjahrstagung der Sektion Kondensierte Materie (SKM 2024), Berlin, Deutschland, 17.03.2024 – 22.03.2024
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