Kuantum mekaniğinin özelliklerini kullanabilen bilgisayarlar, problemleri mevcut teknolojiye göre daha hızlı çözmektedir. Bu ilginç ama bunu yaparken çok büyük bir dezavantajın üstesinden gelmeleri gerekiyor.
Süper iletken bir madde olan niyobyum nitrür, çözümü sağlamış olabilecek Japon araştırmacıların gösterdiği gibi, düz, kristalin bir katman oluşturmak için nitrür-yarı iletken bir alt katmana eklenebilir. Bu yöntem, normal bilgi işlem cihazlarıyla kullanılabilecek kuantum kübitleri üretmek için basit olabilir.
Endüstriyel Bilimler Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi Tokyo Üniversitesi ince niyobyum nitrür (NbNx) filmlerinin doğrudan bir alüminyum nitrür (AlN) katmanının üzerinde nasıl büyütülebileceğini gösterdi. Niyobyum nitrür, mutlak sıfırın 16 derece üzerindeki sıcaklıklarda süper iletken hale gelebilir.
Josephson bağlantısı olarak bilinen bir cihaza yerleştirildiğinde, bir bağlantı oluşturmak için kullanılabilir. süperiletken kübit. Araştırmacılar, sıcaklığın AlN şablon substratlar üzerinde üretilen NbNx ince filmlerin kristal yapıları ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkisini inceledi. İki malzemenin atom aralığının düz katmanlar oluşturacak kadar uyumlu olduğunu gösterdiler.
Birinci ve ilgili yazar Atsushi Kobayashi şuraya, "Alüminyum nitrür ile niyobyum nitrür arasındaki küçük kafes uyumsuzluğu nedeniyle arayüzde oldukça kristalli bir katmanın büyüyebileceğini bulduk."
"NbNx'in kristalliği X-ışını kırınımı ile karakterize edildi ve yüzey topolojisi atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak yakalandı. Ayrıca kimyasal bileşim X-ışını fotoelektron spektroskopisi kullanılarak kontrol edildi. Ekip, atomların düzeninin, nitrojen içeriğinin ve elektriksel iletkenliğin büyüme koşullarına, özellikle de sıcaklığa nasıl bağlı olduğunu gösterdi."
"İki malzeme arasındaki yapısal benzerlik, süper iletkenlerin yarı iletken optoelektronik cihazlara entegrasyonunu kolaylaştırıyor."
Dahası, geniş bant aralığına sahip AlN substratı ile bir süper iletken olan NbNx arasındaki keskin bir şekilde tanımlanmış arayüz, gelecek için çok önemlidir. kuantum cihazlarıJosephson kavşakları gibi. Yalnızca birkaç nanometre kalınlığında ve yüksek kristalliğe sahip süper iletken katmanlar, tek fotonların veya elektronların dedektörleri olarak kullanılabilir.
Dergi Referans:
- Atsushi Kobayashi ve ark. Geniş bant aralıklı AlN yarı iletkenleri üzerinde NbNx süper iletkenlerinin kristal faz kontrollü epitaksiyel büyümesi. Gelişmiş Malzeme Arayüzleri. DOI: 10.1002/admi.202201244
