MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798265482785
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32244848
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a620.11
■1001  ▼aGarcia-Wetten,  David  Andres.
■24510▼aAtomic  Scale  Characterization  of  Engineered  Interfaces  in  Superconducting  Qubits
■260    ▼a[Sl]▼bNorthwestern  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a119  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-06,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Bedzyk,  Michael  J.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Northwestern  University,  2025.
■520    ▼aSuperconducting  microwave  circuits  are  a  promising  physical  implementation  of  quantum  computing.  A  significant  challenge  with  the  development  of  superconducting  qubits  is  the  materials  source  of  loss  leading  to  qubit  decoherence.  Much  of  this  loss  is  dielectric  loss  or  quasiparticle  dissipation  at  superconductor  surfaces  and  interfaces.  In  order  to  understand  the  loss  mechanisms  microscopically,  it  is  necessary  to  have  an  accurate  picture  of  the  atomic  structure  and  microstructure.  In  this  work,  we  explore  the  structure  of  three  interfaces.  First,  we  present  nondestructive  X-ray  characterization  of  the  NbH  surface  precipitation  in  Nb  thin  films.  Unwanted  hydride  precipitation  in  niobium-based  superconducting  circuits  is  a  side  effect  of  hydrofluoric  acid  etching  of  the  Nb  surface  oxide.  The  precipitate  microstructure  is  challenging  to  probe  because  of  the  high  mobility  of  hydrogen  in  niobium.  Using  X-rays  diffraction,  we  show  evidence  supporting  phase-field  simulations  that  the  nucleation  of  NbH  occurs  at  free  surfaces.  Using  darkfield  X-ray  nanoprobe  microscopy,  we  identify  a  complex  microstructure  suggesting  a  martensitic  nucleation  that  transitions  to  a  dendritic  growth.  Next,  we  present  X-ray  standing  wave  excited  X-ray  photoelectron  spectroscopy  of  the  annealed,  Nb(110)  ordered  oxide  surface  layer.  We  discover  the  existence  of  an  oxygen  interstitial  rich  subsurface  layer  and  identify  the  origin  of  two  distinct  oxygen  chemical  states  at  the  surface:  one  coming  from  this  subsurface  layer,  and  the  other  from  the  surface  NbO  termination.  Last,  we  present  the  heteroepitaxy  of  single  crystal  Al2O3  with  a  TiN.  We  identify  TiN  as  an  ideal  substrate  for  the  epitaxial  growth  of  Al2O3  in  a  capacitor  geometry  based  on  the  high  degree  of  crystallinity  and  sharp  interfaces  with  minimal  diffusion  and we  measure  the  two-level-state  loss  of  the  Al2O3  junction  dielectric  layer.  We  present  this  interface  as  an  alternative  to  the  commonly  used  amorphous  alumina  in  Josephson  Junctions.
■590    ▼aSchool  code:  0163.
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aAtomic  physics
■653    ▼aEpitaxy
■653    ▼aJosephson  junction
■653    ▼aNiobium
■653    ▼aSuperconducting  qubits
■653    ▼aX-ray  surface  science
■690    ▼a0794
■690    ▼a0599
■690    ▼a0748
■71020▼aNorthwestern  University▼bMaterials  Science  and  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-06B.
■790    ▼a0163
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359703▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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