أبحاث كاسحة تسرع تكنولوجيا الكموم القائمة على الألماس الصناعي

ستسرع两个 اختراق بحثي جديد تطوير تكنولوجيا الكموم القائمة على الألماس الصناعي، والتي من المتوقع أن تحسن من القابلية للتوسع وتخفض التكاليف الإنتاجية بشكل كبير.

يعتمد جهاز الكمبيوتر وهاتف الجوال في كثير من الأحيان على السيليكون، ولكن الألماس له خصائص معينة تجعله مفيدًا كقاعدة لتكنولوجيا الكموم مثل أجهزة الكمبيوتر الفائقة الكمومية والاتصالات الآمنة والحساسات.

هناك两个 عوائق رئيسية لهذا النهج. أولاً، من الصعب تصنيع طبقة الألماس البلوري الفردي، والتي تقل عن مليون جزء من المتر، وثانيًا، التكاليف مرتفعة.

أوراق بحثية جديدة

نشرت أوراق بحثية جديدة قادمة من مركز التميز للبصريات المتحولة في جامعة تكنولوجيا سيدني (UTS) مؤخرًا لمعالجة هذه القضايا. يقود فريق البحث البروفيسور إيغور أهارونوفيتش، ونشرت الأوراق في Nanoscale و Advanced Quantum Technologies.

“من أجل استخدام الألماس في التطبيقات الكمومية، نحتاج إلى هندسة دقيقة للعيوب البصرية في أجهزة الألماس – الحفر والمرشحات – للسيطرة على مаниبуля션 المعلومات في شكل قubits – الإصدار الكمومي للبيت الكلاسيكي للكمبيوتر”، قال البروفيسور أهارونوفيتش.

“إنها مشابهة لقطع الثقوب أو حفر الخنادق في ورقة رقيقة جدًا من الألماس، لضمان أن يسافر الضوء ويتحرك في الاتجاه المطلوب”، продолжил.

تمكن الفريق من إنشاء حفر مرشحة بلورية فوتونية أحادية البعد من خلال تطوير طريقة تصنيع جديدة تعتمد على طبقة رقيقة من التنجستن، والتي تعتمد على طبقة رقيقة من التنجستن لتنسيق هيكل الألماس النانوي.

مرشح الدكتوراه بليك ريجان في جامعة UTS هو المؤلف الرئيسي للورقة في Nanoscale .

“استخدام التنجستن كMASK يعالج عدة مخاوف من تصنيع الألماس. إنه يعمل كطبقة موحدة مقيدة موصلة لتحسين جدوى الليثوغرافيا الإلكترونية بدقة النانومتر”، قال ريجان.

وفقًا لريجان، يقدم الفريق أول دليل على نمو هيكل الألماس البلوري الفردي من مادة متعددة البلورات من خلال نهج من الأسفل إلى الأعلى.

“كما يسمح بنقل أجهزة الألماس بعد التصنيع إلى القاعدة المختارة في ظل ظروف جوية. ويمكن أن يتم تلقائيًا، لإنشاء مكونات متوافرة لدوائر الكموم الفوتونية القائمة على الألماس”، استمر.

ميزات النهج الجديد

طبقة التنجستن بعرض 30 نانومتر هي حوالي 10,000 مرة أرق من شعر الإنسان. على الرغم من ذلك، فإنها ermöglicht حفر الألماس بعمق أكثر من 300 نانومتر، وهو سجل حفر للألماس.

إحدى المزايا الكبيرة الأخرى لهذا النهج هي أن إزالة قناع التنجستن لا تتطلب استخدام حمض الهيدروفلوريك، وهو حمض خطير جدًا قيد الاستخدام حاليًا. وبسبب ذلك، تحسنت سلامة وسهولة وصول عملية تصنيع الألماس النانوي بشكل كبير.

为了 تحسين التكلفة والقابلية للتوسع، تمكن الفريق من نمو هياكل الألماس الفوتونية البلورية الفردية مع عيوب كمومية متأصلة من قاعدة متعددة البلورات.

مرشح الدكتوراه ميلاد نوناهال في جامعة UTS هو المؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في Advanced Quantum Technologies.

“إلى أفضل معرفتنا، نقدم أول دليل على نمو هيكل الألماس البلوري الفردي من مادة متعددة البلورات باستخدام نهج من الأسفل إلى الأعلى – مثل نمو الأزهار من البذرة”، أضاف.

الدكتور مهران كيانيانيا في جامعة UTS هو المؤلف الرئيسي للدراسة الثانية.

“طريقةنا تلغي الحاجة إلى مواد ألماس مكلفة واستخدام التأثير الأيوني، وهو مفتاح تسريع تطبيق الأجهزة الكمومية القائمة على الألماس”، قال كيانيانيا.