تعمل أجهزة الكمبيوتر التي يمكنها استخدام خصائص ميكانيكا الكم على حل المشكلات بشكل أسرع من التكنولوجيا الحالية. هذا مثير للاهتمام ، لكن يجب عليهم التغلب على عيب كبير في القيام بذلك.
يمكن إضافة نيتريد النيوبيوم ، وهو مادة فائقة التوصيل ، إلى ركيزة نيتريد شبه موصلة لتشكيل طبقة بلورية مسطحة ، كما أوضح الباحثون اليابانيون ، الذين ربما قدموا الحل. قد تكون هذه الطريقة بسيطة لإنتاج كيوبتات كمومية يمكن استخدامها مع أجهزة الحوسبة العادية.
قام فريق من الباحثين في معهد العلوم الصناعية في The جامعة طوكيو أظهر كيف يمكن زراعة الأغشية الرقيقة من نيتريد النيوبيوم (NbNx) مباشرة فوق طبقة نيتريد الألومنيوم (AlN). يمكن أن يصبح نيتريد النيوبيوم فائق التوصيل في درجات حرارة أقل من 16 درجة فوق الصفر المطلق.
عند وضعه في جهاز يعرف باسم تقاطع جوزيفسون ، يمكن استخدامه لإنشاء ملف qubit فائقة التوصيل. قام الباحثون بفحص تأثير درجة الحرارة على الهياكل البلورية والخصائص الكهربائية لأغشية NbNx الرقيقة المنتجة على ركائز قالب AlN. لقد أظهروا أن تباعد ذرات المادتين كان متوافقًا بدرجة كافية لينتج عنه طبقات مسطحة.
الأول والمؤلف المقابل أتسوشي كوباياشي محمد, "لقد وجدنا أنه بسبب عدم تطابق الشبكة الصغيرة بين نيتريد الألومنيوم ونتريد النيوبيوم ، يمكن أن تنمو طبقة شديدة البلورية عند الواجهة."
"تم تمييز تبلور NbNx مع حيود الأشعة السينية ، وتم التقاط طوبولوجيا السطح باستخدام مجهر القوة الذرية. بالإضافة إلى ذلك ، تم فحص التركيب الكيميائي باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية. أظهر الفريق كيف أن ترتيب الذرات ومحتوى النيتروجين والتوصيل الكهربائي جميعها تعتمد على ظروف النمو ، وخاصة درجة الحرارة ".
"التشابه الهيكلي بين المادتين يسهل تكامل الموصلات الفائقة في الأجهزة الكهروضوئية أشباه الموصلات."
علاوة على ذلك ، فإن الواجهة المحددة بشكل حاد بين الركيزة AlN ، التي لها فجوة نطاق واسعة ، و NbNx ، وهي موصل فائق ، ضرورية للمستقبل أجهزة الكم، مثل تقاطعات جوزيفسون. يمكن استخدام الطبقات فائقة التوصيل التي لا يتجاوز سمكها بضعة نانومترات ولها تبلور عالٍ ككاشفات للفوتونات أو الإلكترونات المفردة.
المرجع مجلة:
- أتسوشي كوباياشي وآخرون. النمو الفوقي المتحكم به في الطور البلوري للموصلات الفائقة NbNx على أشباه الموصلات AlN ذات فجوة النطاق العريضة ". واجهات مواد متقدمة. دوى: 10.1002 / admi.202201244
