Las computadoras que pueden usar las propiedades de la mecánica cuántica resuelven problemas más rápido que la tecnología actual. Esto es interesante, pero deben superar una enorme desventaja al hacerlo.
El nitruro de niobio, una sustancia superconductora, se puede agregar a un sustrato semiconductor de nitruro para formar una capa cristalina plana, como lo demostraron los investigadores japoneses, quienes pueden haber proporcionado la solución. Este método podría ser simple para producir qubits cuánticos que se pueden usar con dispositivos informáticos normales.
Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Industriales de The Universidad de Tokio ha demostrado cómo se pueden cultivar películas delgadas de nitruro de niobio (NbNx) directamente sobre una capa de nitruro de aluminio (AlN). El nitruro de niobio puede volverse superconductor a temperaturas inferiores a 16 grados por encima del cero absoluto.
Cuando se coloca en un dispositivo conocido como cruce Josephson, se puede utilizar para crear un qubit superconductor. Los investigadores examinaron el efecto de la temperatura en las estructuras cristalinas y las características eléctricas de las películas delgadas de NbNx producidas en sustratos de plantilla de AlN. Demostraron que el espacio entre los átomos de los dos materiales era lo suficientemente compatible como para dar como resultado capas planas.
Primero y el autor correspondiente Atsushi Kobayashi dijo, "Descubrimos que debido a la pequeña falta de coincidencia de la red entre el nitruro de aluminio y el nitruro de niobio, podría crecer una capa altamente cristalina en la interfaz".
“La cristalinidad del NbNx se caracterizó con difracción de rayos X y la topología de la superficie se capturó mediante microscopía de fuerza atómica. Además, la composición química se comprobó mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X. El equipo mostró cómo la disposición de los átomos, el contenido de nitrógeno y la conductividad eléctrica dependían de las condiciones de crecimiento, especialmente de la temperatura”.
“La similitud estructural entre los dos materiales facilita la integración de superconductores en dispositivos optoelectrónicos semiconductores”.
Además, la interfaz claramente definida entre el sustrato AlN, que tiene una banda prohibida amplia, y NbNx, que es un superconductor, es esencial para el futuro. dispositivos cuánticos, como los cruces de Josephson. Las capas superconductoras que tienen solo unos pocos nanómetros de espesor y tienen una alta cristalinidad se pueden usar como detectores de fotones o electrones individuales.
Referencia de la revista:
- Atsushi Kobayashi et al. Crecimiento epitaxial controlado por fase cristalina de superconductores NbNx en semiconductores AlN de banda prohibida ancha”. Interfaces de materiales avanzados. DOI: 10.1002/admi.202201244
