Комп’ютери, які можуть використовувати властивості квантової механіки, вирішують проблеми швидше, ніж сучасні технології. Це цікаво, але при цьому вони повинні подолати величезний недолік.
Нітрид ніобію, надпровідну речовину, можна додати до нітрид-напівпровідникової підкладки для формування плоского кристалічного шару, як продемонстрували японські дослідники, які, можливо, надали рішення. Цей метод може бути простим для створення квантових кубітів, які можна використовувати зі звичайними обчислювальними пристроями.
Команда дослідників з Інституту промислових наук ім Токійський університет показали, як можна вирощувати тонкі плівки нітриду ніобію (NbNx) безпосередньо поверх шару нітриду алюмінію (AlN). Нітрид ніобію може стати надпровідним при температурах нижче 16 градусів вище абсолютного нуля.
Якщо його помістити в пристрій, відомий як джозефсонівський контакт, його можна використовувати для створення a надпровідний кубіт. Дослідники досліджували вплив температури на кристалічні структури та електричні характеристики тонких плівок NbNx, виготовлених на шаблонних підкладках AlN. Вони продемонстрували, що відстань між атомами двох матеріалів достатньо сумісна, щоб отримати плоскі шари.
Перший і відповідний автор Ацуші Кобаясі сказав, «Ми виявили, що через невелику невідповідність граток між нітридом алюмінію та нітридом ніобію на межі розділу може рости висококристалічний шар».
«Кристалічність NbNx була охарактеризована за допомогою дифракції рентгенівських променів, а топологія поверхні була зафіксована за допомогою атомно-силової мікроскопії. Крім того, хімічний склад перевіряли за допомогою рентгенівської фотоелектронної спектроскопії. Команда показала, як розташування атомів, вміст азоту та електропровідність залежать від умов росту, особливо від температури».
«Структурна подібність між двома матеріалами полегшує інтеграцію надпровідників у напівпровідникові оптоелектронні пристрої».
Більше того, чітко визначена межа розділу між підкладкою AlN, яка має широку заборонену зону, та NbNx, який є надпровідником, є важливою для майбутнього квантові пристрої, наприклад джозефсонівські контакти. Надпровідні шари товщиною лише кілька нанометрів і високою кристалічністю можна використовувати як детектори одиночних фотонів або електронів.
Довідка з журналу:
- Ацуші Кобаясі та ін. Контрольоване епітаксійне зростання кристалічної фази надпровідників NbNx на широкозонних напівпровідниках AlN». Розширені інтерфейси матеріалів. DOI: 10.1002/адмі.202201244
