Arvutid, mis saavad kasutada kvantmehaanika omadusi, lahendavad probleeme kiiremini kui praegune tehnoloogia. See on huvitav, kuid nad peavad seda tehes ületama tohutu puuduse.
Nitriid-pooljuhtsubstraadile saab lisada ülijuhtivat ainet nioobiumnitriidi, et moodustada lame kristalne kiht, nagu näitasid Jaapani teadlased, kes võisid lahenduse pakkuda. Selle meetodi abil võib olla lihtne toota kvantkubiteid, mida saab kasutada tavaliste arvutusseadmetega.
Tööstusteaduste instituudi teadlaste meeskond Tokyo ülikool on näidanud, kuidas õhukesi nioobiumnitriidi (NbNx) kilesid saab kasvatada otse alumiiniumnitriidi (AlN) kihi peale. Nioobiumnitriid võib muutuda ülijuhtivaks temperatuuril, mis on külmem kui 16 kraadi üle absoluutse nulli.
Kui see asetatakse seadmesse, mida tuntakse Josephsoni ristmikuna, saab seda kasutada a ülijuhtiv kubit. Teadlased uurisid temperatuuri mõju AlN-matriitsi substraatidel toodetud NbNx õhukeste kilede kristallstruktuuridele ja elektrilistele omadustele. Nad näitasid, et kahe materjali aatomite vahe oli piisavalt ühilduv, et saada lamedad kihid.
Esimene ja vastav autor Atsushi Kobayashi ütles, "Leidsime, et alumiiniumnitriidi ja nioobiumnitriidi vahelise väikese võre mittevastavuse tõttu võib liidesel kasvada väga kristalne kiht."
"NbNx kristallilisust iseloomustati röntgendifraktsiooniga ja pinna topoloogia jäädvustati aatomjõumikroskoopia abil. Lisaks kontrolliti keemilist koostist röntgenfotoelektronspektroskoopia abil. Meeskond näitas, kuidas aatomite paigutus, lämmastikusisaldus ja elektrijuhtivus sõltusid kasvutingimustest, eriti temperatuurist.
"Kahe materjali struktuurne sarnasus hõlbustab ülijuhtide integreerimist pooljuhtide optoelektroonikatesse."
Veelgi enam, teravalt määratletud liides AlN-substraadi, millel on lai ribalaius, ja NbNx-i vahel, mis on ülijuht, on tuleviku jaoks hädavajalik. kvantseadmed, nagu Josephsoni ristmikud. Vaid mõne nanomeetri paksuseid ülijuhtivaid kihte, millel on kõrge kristallilisus, saab kasutada üksikute footonite või elektronide detektoritena.
Ajakirja viide:
- Atsushi Kobayashi et al. NbNx ülijuhtide kristallfaasiga kontrollitud epitaksiaalne kasv lairibavahega AlN pooljuhtidel. Täiustatud materjalide liidesed. DOI: 10.1002/admi.202201244
