Računalniki, ki lahko uporabljajo lastnosti kvantne mehanike, rešujejo težave hitreje kot trenutna tehnologija. To je zanimivo, vendar morajo pri tem premagati veliko pomanjkljivost.
Niobijev nitrid, superprevodno snov, je mogoče dodati nitridno-polprevodniškemu substratu, da se tvori ravna kristalna plast, kot so dokazali japonski raziskovalci, ki so morda zagotovili rešitev. Ta metoda je lahko preprosta za izdelavo kvantnih kubitov, ki jih je mogoče uporabljati z običajnimi računalniškimi napravami.
Skupina raziskovalcev na Inštitutu za industrijsko znanost pri The Univerza v Tokiu je pokazal, kako lahko tanke plasti niobijevega nitrida (NbNx) gojimo neposredno na vrhu plasti aluminijevega nitrida (AlN). Niobijev nitrid lahko postane superprevoden pri temperaturah, nižjih od 16 stopinj nad absolutno ničlo.
Ko se postavi v napravo, znano kot Josephsonov spoj, se lahko uporabi za ustvarjanje a superprevodni kbit. Raziskovalci so preučevali vpliv temperature na kristalne strukture in električne značilnosti tankih plasti NbNx, izdelanih na podlagah šablon AlN. Dokazali so, da je razmik med atomi obeh materialov dovolj združljiv, da povzroči ravne plasti.
Prvi in ustrezni avtor Atsushi Kobayashi je dejal, "Ugotovili smo, da lahko zaradi majhnega neskladja mreže med aluminijevim nitridom in niobijevim nitridom na vmesniku raste visoko kristalinična plast."
»Kristalnost NbNx je bila označena z rentgensko difrakcijo, topologija površine pa je bila ujeta z mikroskopijo na atomsko silo. Poleg tega je bila kemijska sestava preverjena z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo. Ekipa je pokazala, kako so razporeditev atomov, vsebnost dušika in električna prevodnost odvisni od pogojev rasti, zlasti od temperature.
"Strukturna podobnost med obema materialoma olajša integracijo superprevodnikov v polprevodniške optoelektronske naprave."
Poleg tega je ostro definiran vmesnik med substratom AlN, ki ima široko pasovno vrzel, in NbNx, ki je superprevodnik, bistven za prihodnost kvantne naprave, kot so Josephsonovi spoji. Superprevodne plasti, ki so debele le nekaj nanometrov in imajo visoko kristaliničnost, se lahko uporabljajo kot detektorji posameznih fotonov ali elektronov.
Referenca dnevnika:
- Atsushi Kobayashi idr. S kristalno fazo nadzorovana epitaksialna rast superprevodnikov NbNx na polprevodnikih AlN s širokim pasovnim presledkom. Napredni vmesniki materialov. DOI: 10.1002/admi.202201244
