Submicrometer tunnel ferromagnetic Josephson junctions with transmon energy scale

R R. Satariano (Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,) R R. Ferraiuolo (QuantWare 2 , Elektronicaweg 10, 2628 XG Delft,) F F. Calloni (Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,) H H. G. Ahmad (Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,) D D. Gatta (Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,) F F. Tafuri (Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,) A A. Bruno (QuantWare 2 , Elektronicaweg 10, 2628 XG Delft,) D D. Massarotti (Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell'Informazione, Università degli Studi di Napoli Federico II 3 , Via Claudio 21, 80125 Napoli,)

Abstract

We have realized submicron tunnel ferromagnetic Al/AlOx/Al/Ni80Fe20/Al Josephson junctions (JJs) in Manhattan-style configuration for qubit applications. These junctions have been designed to lie within the energy range of transmons. The current–voltage characteristics of these junctions are comparable with those of standard JJs implemented in state-of-the-art transmons, thus confirming the high quality of the devices and marking a significant step toward the realization of the ferrotransmon. Low-frequency characterization confirms that our junctions operate in the quantum phase diffusion limit, as tunnel JJs in conventional transmons with similar characteristic energies. Ultimately, mitigation of quantum phase fluctuations will represent a key for advancing the entire field of superconducting quantum circuit architectures.

Article Details

Volume / Issue Vol. 127, Issue 25
Published December 22, 2025
ISSN 0003-6951
Publisher American Institute of Physics

Journal Info

Applied Physics Letters

American Institute of Physics

ISSN: 0003-6951 Physical Sciences

Authors (8)

R

R. Satariano

Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,

R

R. Ferraiuolo

QuantWare 2 , Elektronicaweg 10, 2628 XG Delft,

F

F. Calloni

Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,

H

H. G. Ahmad

Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,

D

D. Gatta

Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,

F

F. Tafuri

Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università degli Studi di Napoli Federico II 1 , Via Cinthia, 80126 Napoli,

A

A. Bruno

QuantWare 2 , Elektronicaweg 10, 2628 XG Delft,

D

D. Massarotti

Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell'Informazione, Università degli Studi di Napoli Federico II 3 , Via Claudio 21, 80125 Napoli,