Komponén Éléktronik Novel Bisa Maén Peran Utama dina Éléktronik Kuantum

Komponén éléktronik novél ti TU Wien (Vienna) tiasa maénkeun peran konci dina pamekaran téknologi inpormasi kuantum. Ngaliwatan prosés manufaktur tailored, germanium murni kabeungkeut ku aluminium pikeun ngaktipkeun kreasi interfaces seukeut atom. 

Panalungtikan detailing prosés anyar ieu diterbitkeun dina Bahan Advanced.

Ngembangkeun Pendekatan Anyar

Anu kaluar tina ieu nyaéta heterostructure logam-semikonduktor-logam monolithic, anu nunjukkeun épék unik dina suhu anu handap. Dina hawa low ieu, aluminium jadi superconducting, sarta sipat ieu ditransferkeun ka semikonduktor germanium padeukeut. Ieu ogé ngamungkinkeun pikeun dikawasa sacara khusus ku médan listrik.

Ciri ieu ngajadikeun eta utamana mangpaat pikeun aplikasi kompléks dina téhnologi kuantum. Khususna, éta tiasa dianggo pikeun ngolah bit kuantum. Pendekatanna henteu meryogikeun pamekaran téknologi fabrikasi anu énggal saprak semikonduktor parantos aya téhnik fabrikasi bisa dipaké pikeun ngaktipkeun éléktronika kuantum basis germanium. 

Dr Masiar Sistani ti Institute for Solid State Electronics di TU Wien. 

"Germanium mangrupikeun bahan anu pasti bakal maénkeun peran penting dina téknologi semikonduktor pikeun ngembangkeun komponén anu langkung gancang sareng hemat energi," saur Dr. Sistani. 

Ngarengsekeun Tantangan

Masalah utama timbul lamun dipaké pikeun ngahasilkeun komponén dina skala nanometer. Khususna, bahanna nyababkeun sesah pikeun ngahasilkeun kontak listrik anu kualitas luhur kusabab dampak anu luhur tina najis leutik dina titik kontak, anu tiasa sacara signifikan ngarobih sipat listrik.

"Ku kituna kami geus diatur sorangan tugas ngamekarkeun metoda manufaktur anyar nu ngaktipkeun sipat kontak dipercaya jeung reproducible," nyebutkeun Dr Sistani.

Konci pikeun pendekatan ieu nyaéta suhu. Nalika germanium sareng aluminium anu terstruktur nanometer ngahubungi sareng dipanaskeun, atom-atom tina dua bahan mimiti nyebarkeun kana bahan anu sanés. Sanajan kitu, eta lumangsung dina extents béda. 

Atom germanium pindah gancang kana aluminium, sedengkeun nu kadua bieu diffuses pisan.

"Janten, upami anjeun nyambungkeun dua kontak alumunium ka kawat nano germanium ipis sareng naékkeun suhu ka 350 darajat Celsius, atom germanium nyebar tina ujung kawat nano. Ieu nyiptakeun rohangan kosong dimana aluminium teras tiasa nembus, ”saur Dr. Sistani. "Tungtungna, ngan ukur sababaraha daérah nanométer di tengah kawat nano diwangun ku germanium, sésana dieusi ku aluminium."

Metodeu fabrikasi anyar ngabentuk kristal tunggal sampurna nu atom aluminium disusun dina pola seragam. Ieu béda ti aluminium normal, nu diwangun ku séréal kristal leutik. Ieu ngamungkinkeun transisi anu seukeut sacara atom antara germanium sareng aluminium.

"Henteu ngan ukur kami tiasa nunjukkeun superkonduktivitas dina germanium murni anu henteu dirobih pikeun kahiji kalina, kami ogé tiasa nunjukkeun yén struktur ieu tiasa dialihkeun antara kaayaan operasi anu béda-béda nganggo médan listrik. Alat titik kuantum germanium sapertos henteu ngan ukur superconducting tapi ogé insulasi lengkep, atanapi tiasa berperilaku sapertos transistor Josephson, unsur dasar anu penting dina sirkuit éléktronik kuantum, ”saur Dr. Sistani.

Di sagigireun aplikasi téoritis na, struktur novel ieu bisa boga dampak badag dina alat kuantum hareup.