חוקרים ייצרו ננו-חוטים היברידיים של מוליכים למחצה-על דקים במיוחד בגודל של פחות מ-20 ננומטר. חוטים כאלה דקים יותר מאלה שגדלו בעבר וצפויים לארח תופעות הידועות כמצבי אפס Majorana - המרכיב המרכזי של מה שנקרא ביטים קוונטיים טופולוגיים (קווביטים), שיכולים להוות בסיס למחשב קוונטי יציב ועמיד בפני שגיאות.
במקור, מצבי אפס מיורנה (MZMs) היו פשוט בניה מתמטית שאפשרה לתאר אלקטרון באופן תיאורטי כמורכב משני חצאים. מנקודת מבט של מחשוב קוונטי, הם אטרקטיביים מכיוון שאם ניתן "לפצל" אלקטרון לשניים, המידע הקוונטי שהוא מקודד יהיה מוגן מפני הפרעות מקומיות כל עוד ניתן לאחסן את "חצי האלקטרונים" הרחק אחד מהשני. על פי התיאוריה, ישויות אלו צריכות להופיע במערך המורכב מננו-תיל מוליך למחצה עטוף במעטפת עשויה מחומר מוליך-על וממוקם בשדה מגנטי.
בתיאוריה, הסוג הפשוט ביותר של ננו-תיל שבו צריכים להופיע MZMs הוא מערכת אלקטרונים חד-ממדית - כלומר מערכת שבה אלקטרונים תופסים תת-פס אלקטרוני יחיד במוליך למחצה. בניסויים, לעומת זאת, מספר תת-רצועות תפוסות.
קוטר של פחות מ-20 ננומטר
במחקר חדש, חוקרים בראשות Jianhua Zhao ודונג פאן של מעבדת המפתח של המדינה לסריגים ומבנים מיקרו, המכון למוליכים למחצה, האקדמיה הסינית למדעים, הצמיחה ננו-חוטים דקים במיוחד של המוליך למחצה אינדיום ארסניד (InAs) המכוסה ב- באתרו סרט אלומיניום אפיטקסיאלי מוליך-על (Al) באמצעות טכניקה הנקראת אפיטקסיה מולקולרית-קרן (MBE). הם השתמשו בזרז כסף (Ag) כדי לגדל את החוטים - טכניקה המופעלת באופן שגרתי בניסוי מסוג זה. הננו-חוטים החדשים הם בעלי קוטר של פחות מ-20 ננומטר, שהוא קטן פי חמישה מננו-חוטים של מוליכים למחצה שגדלו בעבר בגישה זו.
קוטר החוטים תלוי בקוטר של זרז Ag, וזאו מסביר שניתן להכין זרז Ag קטנים מאוד (נע בין 5 ל-40 ננומטר) באמצעות מערכת MBE של הצוות. איכות הקריסטל של החוטים תלויה גם בקוטר שלהם והחוטים שגדלו במחקר החדש הם באיכות גבוהה.
שדרה חדשה לחיפושים עתידיים של MZMs
"בשילוב עם סרטים מוליכים-על של אל, החוטים האולטרה-דקים הללו מציעים דרך אפשרית להגיע למשטר התת-פס הפחות (ובסופו של דבר למשטר תת-הפס הבודד)" האו ג'אנג of אוניברסיטת טסינגואה, שהוביל את מדידות הובלת האלקטרונים בעבודה, מספר עולם הפיזיקה. "החוטים האלה פותחים אפוא שדרה חדשה לחקור פחות משטרי תת-פס לחיפושים עתידיים של MZMs."
הודות למדידות בסיסיות של מאפייני תחבורה, החוקרים כבר גילו שתי תופעות במערכת שלהם: פער מוליכי-על "קשה" במדידות ספקטרוסקופיה של מנהור; ו"מצור קולומב לשימור זוגיות" במה שנקרא מכשירי אי היברידי. שתי התופעות הן מרכיבים חיוניים לחיפושים עתידיים של Majorana, מסביר ג'אנג.
הצוות אומר שהוא מחפש כעת ראיות חזקות יותר ל-MZMs על ידי מדידת תכונות ההובלה הקוונטית של מבני הננו-תיל האולטרה-טיני InAs-Al שלה.
העבודה מפורטת ב מכתבי פיזיקה סינית.
ההודעה ננו-חוטים דקים במיוחד יכולים להיות ברכה עבור מחשוב קוונטי עמיד בפני שגיאות הופיע לראשונה ב עולם הפיזיקה.
- a
- אֲקָדֶמִיָה
- פי
- לרוחב
- כְּבָר
- גישה
- בסיס
- כי
- להיות
- זרז
- זרזים
- סינית
- משולב
- מורכב
- המחשב
- מחשוב
- בניה
- ליבה
- יכול
- מכריע
- גָבִישׁ
- תלוי
- מְתוּאָר
- מְפוֹרָט
- התקנים
- גילה
- כל אחד
- אֶלֶקטרוֹנִי
- ישויות
- לְנַסוֹת
- סרט צילום
- ראשון
- טופס
- החל מ-
- עתיד
- פער
- לגדול
- גָבוֹהַ
- אולם
- HTTPS
- היברידי
- תמונה
- מידע
- אי
- IT
- מפתח
- ידוע
- הוביל
- מקומי
- ארוך
- הסתכלות
- עשוי
- חוֹמֶר
- מתימטי
- מדידת
- מספר
- הַצָעָה
- לפתוח
- אחר
- פרספקטיבה
- פיסיקה
- אפשרי
- נכסים
- מוּגָן
- איכות
- קוונטית
- מחשוב קוונטי
- טִוּוּחַ
- משטר
- חוקרים
- סמיקונדקטור
- פָּגָז
- כסף
- יחיד
- קטן
- חזק יותר
- לימוד
- מערכת
- נבחרת
- אומר
- אל האני
- לכן
- פִּי
- להעביר
- Tsinghua
- מי
- תיק עבודות
- אפס
