الدوائر المتكاملة الكم قابلة للتحجيم على فائقة التوصيل ثنائي الأبعاد منصة الغاز الإلكترون

لتشكيل نقل الكم متماسكة في الموصل الفائق الهجين أشباه الموصلات الموصلات الفائقة وصلات جوزيفسون، تشكيل واجهة متجانسة وخالية من الحواجز بين مادتين مختلفتين. هنا نقدم منصة رواية المواد ثنائية الأبعاد، ومن ثم دراسة الموصلية الفائقة الناجمة عن القرب في ثنائي الأبعاد الغاز الإلكترون زرنيخ الغاليوم الغاليوم الذي هو أساس للدائرة المتكاملة الكم الهجين. لتصميم تخطيط جهاز JJ وQIC ، قم أولاً بتنظيف رقاقة زرنيميد الغاليوم من نوع إنديوم مع الأسيتون والكحول الأيزوبروبيل.

ثم جفف الجهاز بغاز النيتروجين. تدور photoresist على رأس رقاقة زرنيخ الغاليوم الغاليوم. خبز الجهاز على لوحة ساخنة لبضع ثوان.

بعد ذلك، ضع قناع ضوئي في محاذير قناع، ووضع الجهاز تحت النمط المناسب. يعرض الجهاز لضوء الأشعة فوق البنفسجية من خلال قناع ضوئي من تخطيطات ميسا وQIC. ثم تطوير مقاومة في MF-319 المطور لبضع دقائق.

حفر ميسا ليكون بمثابة المنطقة النشطة عن طريق وضع الجهاز في محلول من حمض الكبريتيك والمياه و بيروكسيد الهيدروجين. شطف الجهاز بالماء غير المؤين لمدة ثلاثين ثانية، وجافة مع غاز النيتروجين. الآن ضمان عمق الحفر من حوالي 150 نانومتر باستخدام محلل السطح DEKTAK.

تنظيف الجهاز مع الأسيتون والكحول ايزوبروبيل. بعد ذلك، شكل لوحة ohmic لجعل اتصال الكهربائية بين المعدن والغاز الإلكترون ثنائي الأبعاد عن طريق الغزل photoresist على رأس الجهاز. خبز الجهاز على لوحة ساخنة لبضع ثوان.

ضع قناع ضوئي في محاذير القناع، ووضع الجهاز تحت النمط المناسب. يعرض الجهاز للأشعة فوق البنفسجية من خلال قناع ضوئي من أنماط أوميك. ثم تطوير مقاومة في MF-319 المطور لبضع دقائق.

بعد ذلك، قم بإيداع طبقة رقيقة من سبيكة النيكل الجرمانيوم الذهبي على عينة مقاومة منقوشة في آلة المبخر. بعد تنفيذ الإقلاع في الأسيتون، الحنق الجهاز كما 430 درجة مئوية لبضع ثوان. تدور photoresist على رأس الجهاز.

ثم خبز الجهاز على لوحة ساخنة لبضع ثوان. الرطب حفر خندق 130 نانومتر عميق على رأس المنطقة النشطة لتشكيل JJ ثنائي الأبعاد عن طريق النقش فوتليتشوجرافي والحفر الرطب في حمض، كما هو موضح سابقا. قطع الجهاز إلى رقائق صغيرة.

قم بتحميل الشريحة التي تحتوي على مجموعة من JJ ثنائي الأبعاد على حامل رقاقة بدون قيادة قياسية باستخدام الورنيش GE. ثم جعل الاتصالات الكهربائية بين الجهاز ومنصات الناقل رقاقة لا يؤدي. وأخيراً، قم بتحميل الجهاز في ثلاجة تخفيف لقياسات النقل.

تظهر صورة SEM لتقاطع واحد على حلبة الجهاز 2 هنا. المسافة بين فيلمين النيوبيوم في كل جانب من تقاطع هو 550 نانومتر في أقصر مسار. تُظهر صورة SEM لملتقى واحد للجهاز 1، وهو مفبرك ضوئيًا، أن قطبي النيوبيوم يفصل بينهما مسافة 850 نانومتر.

يتم تصوير انعكاسات طبيعية واندرييف في تقاطعات التوصيل الفائقة الهجينة شبه الموصلة هنا. تظهر هنا فجوة التوصيل الفائق الناجمة عن درجة الحرارة الناجمة عن الاعتماد على درجة الحرارة مع هياكل فجوة الطاقة شبه الهارمونية الواضحة والقمم والانخفاضات للجهاز 1. في أدنى درجة حرارة، تظهر هياكل فجوة الطاقة دون الهرمونية مع 3 قمم و 3 انخفاضات.

تظهر هنا درجة الحرارة تطور القمم والانخفاضات بسبب قمع الموصلية الفائقة الناجمة مع زيادة درجة الحرارة. جميع الميزات تعتمد بدرجة كبيرة على درجة الحرارة ، ويلاحظ أقوى قمم فجوة الطاقة دون هرمونية في 50 ميليكلفين. تظهر فجوة التوصيل الفائق كدالة لجهد استنزاف المصدر المطبق ودرجة حرارة الجهاز 2 هنا.

درجة الحرارة والمجال المغناطيسي الاعتمادات قياسات النقل الجهاز 2 لا تظهر أي علامة على التذبذبات الفجوة أو دون الفجوة، والتي لوحظت للجهاز 1. أهم الأشياء عند تنفيذ هذا الإجراء هو الحصول على مستوى H الصحيح للوصول إلى غاز الإلكترون ثنائي الأبعاد في الجهاز وتشكيل النانو. وأعتقد أن مفترقات جوزفسون ثنائية الأبعاد يمكن دراستها بأطوال وعرض مختلفة للتحقيق في تأثير أبعاد التقاطعات على المرحلة الطوبولوجية للمراقبة.

هذه التقنية تجعل من الممكن لقياس المئات من الأجهزة الكمومية في ثلاجة واحدة تهدئة، مما يمهد الطريق لتحقيق أجهزة الكم الهجين قابلة للتطوير.