양자역학의 속성을 사용할 수 있는 컴퓨터는 현재 기술보다 문제를 더 빨리 해결합니다. 이것은 흥미롭지만 그렇게 하는 데 있어서 엄청난 단점을 극복해야 합니다.
초전도 물질인 니오븀 질화물을 질화물-반도체 기판에 첨가하여 평평한 결정질 층을 형성할 수 있는데, 이는 솔루션을 제공했을 수 있는 일본 연구원들에 의해 입증되었습니다. 이 방법은 일반 컴퓨팅 장치와 함께 사용할 수 있는 양자 큐비트를 간단하게 생성할 수 있습니다.
산업과학연구원 연구팀은 도쿄 대학 은 질화 니오븀(NbNx) 박막이 질화 알루미늄(AlN) 층 위에 직접 성장될 수 있는 방법을 보여주었습니다. 니오븀 질화물은 절대 영도보다 16도보다 낮은 온도에서 초전도체가 될 수 있습니다.
Josephson 접합으로 알려진 장치에 배치하면 초전도 큐빗. 연구원들은 AlN 템플릿 기판에서 생성된 NbNx 박막의 결정 구조와 전기적 특성에 대한 온도의 영향을 조사했습니다. 그들은 두 재료의 원자 간격이 평평한 층을 생성하기에 충분히 호환된다는 것을 보여주었습니다.
제 XNUMX 및 교신저자 고바야시 아츠시 말했다, "우리는 질화알루미늄과 질화니오븀 사이의 작은 격자 불일치로 인해 계면에서 고결정성 층이 성장할 수 있음을 발견했습니다."
“NbNx의 결정성은 X선 회절로 특성화되었으며 표면 토폴로지는 원자력 현미경을 사용하여 캡처되었습니다. 또한 X선 광전자 분광기를 이용하여 화학 조성을 확인하였다. 연구팀은 원자 배열, 질소 함량 및 전기 전도도가 성장 조건, 특히 온도에 어떻게 의존하는지 보여주었습니다.”
"두 재료 사이의 구조적 유사성은 반도체 광전자 장치에 초전도체의 통합을 용이하게 합니다."
또한, 밴드갭이 넓은 AlN 기판과 초전도체인 NbNx의 경계면이 뚜렷하게 정의되는 것은 미래에 필수적이다. 양자 장치, Josephson 접합과 같은. 두께가 수 나노미터에 불과하고 결정성이 높은 초전도층은 단일 광자 또는 전자의 검출기로 사용할 수 있습니다.
저널 참조 :
- Atsushi Kobayashi et al. 광대역 갭 AlN 반도체에서 NbNx 초전도체의 결정상 제어 에피택셜 성장". 고급 재료 인터페이스. DOI : 10.1002/admi.202201244
