מחשבים שיכולים להשתמש בתכונות מכניקת הקוונטים פותרים בעיות מהר יותר מהטכנולוגיה הנוכחית. זה מעניין, אבל הם חייבים להתגבר על חיסרון עצום בכך.
ניתן להוסיף ניוביום ניטריד, חומר מוליך-על, למצע ניטריד-מוליכים למחצה כדי ליצור שכבה שטוחה וגבישית, כפי שהדגימו חוקרים יפנים, שאולי סיפקו את הפתרון. שיטה זו עשויה להיות פשוטה לייצור קיוביטים קוונטיים שניתן להשתמש בהם עם התקני מחשוב רגילים.
צוות חוקרים במכון למדעי התעשייה ב-The אוניברסיטת טוקיו הראתה כיצד ניתן לגדל סרטים דקים של ניוביום ניטריד (NbNx) ישירות על גבי שכבת אלומיניום ניטריד (AlN). ניוביום ניטריד יכול להפוך למוליך-על בטמפרטורות קרות מ-16 מעלות מעל האפס המוחלט.
כאשר הוא ממוקם במכשיר המכונה צומת ג'וזפסון, ניתן להשתמש בו כדי ליצור א קוויביט מוליך-על. החוקרים בחנו את השפעת הטמפרטורה על מבני הגביש והמאפיינים החשמליים של סרטים דקים של NbNx המיוצרים על מצעי תבנית AlN. הם הוכיחו כי מרווח האטומים של שני החומרים תואם מספיק כדי לגרום לשכבות שטוחות.
הראשון והמחבר המקביל Atsushi Kobayashi אמר, "מצאנו שבגלל חוסר ההתאמה של הסריג הקטן בין ניטריד אלומיניום לניוביום ניטריד, שכבה גבישית מאוד יכולה לצמוח בממשק."
"הגבישיות של ה-NbNx אופיינה בדיפרקציה של קרני רנטגן, והטופולוגיה של פני השטח נתפסה באמצעות מיקרוסקופיה של כוח אטומי. בנוסף, ההרכב הכימי נבדק באמצעות ספקטרוסקופיה פוטואלקטרון בקרני רנטגן. הצוות הראה כיצד סידור האטומים, תכולת החנקן והמוליכות החשמלית תלויים בתנאי הגידול, במיוחד בטמפרטורה".
"הדמיון המבני בין שני החומרים מקל על השילוב של מוליכים במכשירים אופטואלקטרוניים מוליכים למחצה."
יתר על כן, הממשק המוגדר בחדות בין מצע AlN, בעל מרווח פס רחב, לבין NbNx, שהוא מוליך-על, חיוני לעתיד מכשירים קוונטיים, כמו צומת ג'וזףסון. שכבות מוליכות-על בעובי של כמה ננומטרים ובעלות גבישיות גבוהה יכולות לשמש כגלאים של פוטונים בודדים או אלקטרונים.
עיון ביומן:
- Atsushi Kobayashi et al. צמיחה אפיטקסיאלית מבוקרת בשלב קריסטל של מוליכים NbNx על מוליכים למחצה AlN רחבי פס". ממשקי חומרים מתקדמים. DOI: 10.1002/admi.202201244
