Komputer yang dapat menggunakan sifat mekanika kuantum memecahkan masalah lebih cepat daripada teknologi saat ini. Ini menarik, tetapi mereka harus mengatasi kerugian besar dalam melakukannya.
Niobium nitrida, zat superkonduktor, dapat ditambahkan ke substrat semikonduktor nitrida untuk membentuk lapisan kristal datar, seperti yang ditunjukkan oleh peneliti Jepang, yang mungkin telah memberikan solusi. Metode ini mungkin sederhana untuk menghasilkan qubit kuantum yang dapat digunakan dengan perangkat komputasi biasa.
Sebuah tim peneliti di Institut Ilmu Industri di The Universitas Tokyo telah menunjukkan bagaimana lapisan tipis niobium nitrida (NbNx) dapat ditumbuhkan langsung di atas lapisan aluminium nitrida (AlN). Niobium nitrida dapat menjadi superkonduktor pada suhu yang lebih dingin dari 16 derajat di atas nol mutlak.
Ketika ditempatkan di perangkat yang dikenal sebagai persimpangan Josephson, itu dapat digunakan untuk membuat qubit superkonduktor. Para peneliti memeriksa pengaruh suhu pada struktur kristal dan karakteristik listrik film tipis NbNx yang diproduksi pada substrat template AlN. Mereka menunjukkan bahwa jarak atom kedua bahan cukup kompatibel untuk menghasilkan lapisan datar.
Pertama dan penulis yang sesuai Atsushi Kobayashi tersebut, “Kami menemukan bahwa karena ketidakcocokan kisi kecil antara aluminium nitrida dan niobium nitrida, lapisan yang sangat kristal dapat tumbuh di antarmuka.”
“Kristalinitas NbNx ditandai dengan difraksi sinar-X, dan topologi permukaan ditangkap menggunakan mikroskop kekuatan atom. Selain itu, komposisi kimia diperiksa menggunakan spektroskopi fotoelektron sinar-X. Tim menunjukkan bagaimana susunan atom, kandungan nitrogen, dan konduktivitas listrik semuanya bergantung pada kondisi pertumbuhan, terutama suhu.”
"Kesamaan struktural antara kedua bahan memfasilitasi integrasi superkonduktor ke dalam perangkat optoelektronik semikonduktor."
Selain itu, antarmuka yang jelas antara substrat AlN, yang memiliki celah pita lebar, dan NbNx, yang merupakan superkonduktor, sangat penting untuk masa depan. perangkat kuantum, seperti persimpangan Josephson. Lapisan superkonduktor yang tebalnya hanya beberapa nanometer dan memiliki kristalinitas tinggi dapat digunakan sebagai pendeteksi foton atau elektron tunggal.
Referensi Jurnal:
- Atsushi Kobayashi dkk. Pertumbuhan epitaksial yang dikendalikan fase kristal dari superkonduktor NbNx pada semikonduktor AlN celah pita lebar”. Antarmuka Material Tingkat Lanjut. DOI: 10.1002/admi.202201244
