Résonateur supraconducteur

1-etched_Nb_resonator

Description du projet

Les résonateurs supraconducteurs micro-ondes permettent de transférer de l'information quantique entre différents bits quantiques (qubits) éloignés.  Il y a maintenant un grand intérêt pour la fabrication de circuits hybrides intégrant des qubits supraconducteurs et semi-conducteurs afin de réaliser un ordinateur quantique plus performant.  Afin de coupler le spin d'un électron à un résonateur supraconducteur, un champ magnétique relativement élevé doit être appliqué à l'échantillon, typiquement de l'ordre de 0.1 à 0.5 T. Cependant, les matériaux supraconducteurs sont limités par leur champ magnétique critique et la dynamique des vortex de flux magnétique.  Dans ce projet, le niobium a été choisi comme supraconducteur pour son champ critique suffisamment élevé.  Des résonateurs en niobium avec une fréquence de résonance autour de 8.5 GHz ont été fabriqués sur silicium et GaAs. Les couches minces de Nb et les résonateurs ont été caractérisés en fonction de la température, du champ magnétique et de la puissance.  Le champ magnétique critique pour le fonctionnement des résonateurs à été déterminé être entre  0.3 et 0.6 T à une température de 1.4 K, suffisant pour la manipulation du spin électronique.

Contribution IMDQ:

  • Photolithographie sans masque avec le SF-100 Xpress (Figure 1)
  • "Wire-Bonding" avec fil d'aluminium avec le K&S Model 7200 (Figure 2)
  • Caractérisation cryogénique de l'échantillon avec le VTI (Figure 3)

Collaborateurs sur le projet:

Michel Pioro-Ladrière, Serge Charlebois, François Michaud

2-photoresist_coupling_gap

2-photoresist_coupling_gap

Figure 1. Photorésine du condensateur de couplage du résonateur, une gap de 10 um dans la ligne de transmission.

4 - wirebonds

Figure 2. Assemblage de l'échantillons avec les "wirebonds" d'aluminium.

 

3 -sample_holder

Figure 3. Porte-échantillon pour la caractérisation RF des résonateurs. Le PCB a été fabriqué avec photolithographie sans masque sur un substrat TMM10i de Rogers Corp.