特許ウォッチ

公開番号2025128271
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2025095605,2023501606
出願日2025-06-09,2021-07-19
発明の名称超伝導構造体および合金を用いたデバイス表面終端化
出願人インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション,INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
代理人個人,個人,弁理士法人MIP
主分類H10N 60/01 20230101AFI20250826BHJP()
要約【課題】量子回路の超伝導体同士の接触が損なわれることを軽減する超伝導構造体およびその作製方法を提供する。
【解決手段】超伝導体デバイス(超伝導構造体200)を製造する方法は、基板202の上に第1の金属層204を設け、第1の金属層の上面の酸化を排除し、第2の金属層208を第1の金属層の上に堆積することで、第1の金属層と第2の金属層との超伝導合金206を、第1の金属層と第2の金属層との間に作製する。超伝導合金と第1の金属層との間には酸化物層がない。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
超伝導体デバイスを製造する方法であって、
基板を用意することと、
前記基板の上に第１の金属層を設けることと、
前記第１の金属層の上面の酸化を排除することと、
前記第１の金属層の上に第２の金属層を堆積することと、
前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に前記第１の金属層と前記第２の金属層との超伝導合金を作製することとを含み、前記超伝導合金と前記第１の金属層との間には酸化物層がなく、
前記第１の金属層がニオブ（Ｎｂ）であり、
前記第２の金属層がアルミニウム（Ａｌ）であり、
前記超伝導合金がＡｌ
３
Ｎｂである、
方法。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記第１の金属層の前記上面の前記酸化を排除することが、前記第１の金属層の堆積の後で、前記第１の金属層の上面が空気に曝される前に前記第１の金属層の上に前記第２の金属層が設置されることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の金属層の前記上面の前記酸化を排除することが、前記第１の金属層の堆積と前記第２の金属層の堆積との間を真空中で前記超伝導体デバイスを維持することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の金属層の前記上面の前記酸化を排除することが、前記第１の金属層の前記上面からすべての酸化物を取り除くために、前記第１の金属層の前記上面のクリーニングの後で前記第１の金属層の上に前記第２の金属層が堆積されることを含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記超伝導合金の作製の後に、前記第２の金属層をエッチングで除去することをさらに含む、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記超伝導合金の作製が、予め定められた温度で前記第１の金属層および前記第２の金属層をアニールすることを含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記超伝導合金が、前記第１の金属層から前記第２の金属層への電気的経路を作り出す、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記超伝導合金の格子の配向が、前記第１の金属層および前記第２の金属層のアニールの温度に依存して、（００２）、（１１２）、または（１０１）である、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の金属層の上に電極を堆積することをさらに含む、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記電極がジョセフソン接合電極である、請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に量子コンピューティングに関し、詳細には、超伝導構造体およびその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
超伝導量子コンピューティングは、超伝導電子回路での量子コンピュータの実装形態である。量子計算は、情報処理および通信に関する量子現象の応用を研究する。量子計算の様々なモデルが存在しており、最も普及しているモデルは、キュービットおよび量子ゲートの概念を含む。キュービットは、２つの可能な状態を有するが両方の状態の量子重ね合わせであってもよいビットの一般化である。量子ゲートは、論理ゲートの一般化であるが、量子ゲートは、キュービットの初期状態が与えられると、ゲートがキュービットに適用された後で１つまたは複数のキュービットが経験するであろう変換を示す。重ね合わせおよびもつれなどの様々な量子現象は、古典コンピューティングの世界では類似物を持たず、それゆえ特別な構造体、技術、および材料を含むことがある。
【発明の概要】
【０００３】
ある実施形態によれば、超伝導体デバイスは、基板の上の第１の金属層を含む。第２の金属層が第１の金属層の上にある。第１の金属層と第２の金属層との超伝導合金が、第１の金属層と第２の金属層との間にある。超伝導合金と第１の金属層との間には酸化物層がない。
【０００４】
１つの実施形態では、第１の金属層がニオブ（Ｎｂ）であり、第２の金属層がアルミニウム（Ａｌ）であり、超伝導合金がＡｌ
３
Ｎｂである。
【０００５】
１つの実施形態では、超伝導合金の結晶粒の配向（orientation）が、基板金属層の表面に平行な（００２）面に実質的に合わせ（align）られる。
【０００６】
１つの実施形態では、第２の金属層の上に電極がある。
【０００７】
１つの実施形態では、電極が、ジョセフソン接合電極である。
【０００８】
１つの実施形態では、超伝導合金が、超伝導体デバイスの性能に影響を及ぼすことがある酸化または汚染から第１の金属層を保護するように働く。
【０００９】
ある実施形態によれば、超伝導体デバイスを製造する方法は、基板の上に第１の金属層を設けることを含む。第１の金属層の上面の酸化が排除（reject）される。第２の金属層が、第１の金属層の上に堆積される。第１の金属層と第２の金属層との超伝導合金が、第１の金属層と第２の金属層との間に作製される。超伝導合金と第１の金属層との間には酸化物層がない。
【００１０】
１つの実施形態では、第１の金属層の上面の酸化を排除することが、第１の金属層の堆積の後で、第１の金属層の上面が空気に曝される前に、第１の金属層の上に第２の金属層が設置されることを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許