Les ordinateurs qui peuvent utiliser les propriétés de la mécanique quantique résolvent les problèmes plus rapidement que la technologie actuelle. C'est intéressant, mais ils doivent surmonter un énorme inconvénient pour ce faire.
Le nitrure de niobium, une substance supraconductrice, peut être ajouté à un substrat nitrure-semi-conducteur pour former une couche cristalline plate, comme l'ont démontré des chercheurs japonais, qui ont peut-être fourni la solution. Cette méthode pourrait être simple pour produire des qubits quantiques pouvant être utilisés avec des appareils informatiques ordinaires.
Une équipe de chercheurs de l'Institut des sciences industrielles du Université de Tokyo a montré comment des films minces de nitrure de niobium (NbNx) peuvent être développés directement sur une couche de nitrure d'aluminium (AlN). Le nitrure de niobium peut devenir supraconducteur à des températures inférieures à 16 degrés au-dessus du zéro absolu.
Lorsqu'il est placé dans un dispositif connu sous le nom de jonction Josephson, il peut être utilisé pour créer un qubit supraconducteur. Les chercheurs ont examiné l'effet de la température sur les structures cristallines et les caractéristiques électriques des couches minces de NbNx produites sur des substrats de matrice d'AlN. Ils ont démontré que l'espacement des atomes des deux matériaux était suffisamment compatible pour donner des couches plates.
Premier et l'auteur correspondant Atsushi Kobayashi a affirmé Valérie Plante., "Nous avons constaté qu'en raison du petit décalage de réseau entre le nitrure d'aluminium et le nitrure de niobium, une couche hautement cristalline pouvait se développer à l'interface."
« La cristallinité du NbNx a été caractérisée par diffraction des rayons X et la topologie de surface a été capturée par microscopie à force atomique. De plus, la composition chimique a été vérifiée par spectroscopie photoélectronique à rayons X. L'équipe a montré comment la disposition des atomes, la teneur en azote et la conductivité électrique dépendaient toutes des conditions de croissance, en particulier de la température.
"La similitude structurelle entre les deux matériaux facilite l'intégration des supraconducteurs dans les dispositifs optoélectroniques à semi-conducteurs."
De plus, l'interface bien définie entre le substrat AlN, qui a une large bande interdite, et NbNx, qui est un supraconducteur, est essentielle pour les futurs dispositifs quantiques, comme les jonctions Josephson. Des couches supraconductrices de quelques nanomètres d'épaisseur seulement et à haute cristallinité peuvent être utilisées comme détecteurs de photons ou d'électrons uniques.
Journal de référence:
- Atsushi Kobayashi et al. Croissance épitaxiale contrôlée en phase cristalline de supraconducteurs NbNx sur des semi-conducteurs AlN à large bande interdite ». Interfaces de matériaux avancés. EST CE QUE JE: 10.1002/admi.202201244
