0 |
Исследователи из Лондонского Центра Нанотехнологий (London Centre for Nanotechnology, LCN) разработали компактные высокоомные резисторы, пригодные для использования в квантовой наноэлектронике. Они сообщили об этом в статье, вышедшей 9 декабря в Journal of Applied Physics.
Новые резисторы смогут ускорить создание квантовых устройств для компьютеров и фундаментальных физических исследований. Одним из возможных приложений нанорезисторов большого номинала является квантовая схема с проскальзыванием фазы (quantum phase-slip, QPS). Она состоит из очень узких дорожек сверхпроводника, между которыми происходит перемещение магнитного потока посредством эффекта квантового туннелирования.
В 2006 г. ученые из Института Кавли (Нидерланды) предложили использовать QPS для переопределения стандартной единицы электрического тока, связав ее с фундаментальными законами природы. Другие исследовательские группы рассматривают QPS как вариант кубита — единицы информации в квантовом компьютере.
Резисторы нужны, чтобы изолировать хрупкие квантовые состояния от шумов классического мира, отмечает Пол Варбуртон (Paul Warburton), физик-экспериментатор из LCN. Материалы, применяемые в обычных резисторах интегральных схем, как правило не обеспечивают в наномасштабе достаточно высокого сопротивления, чтобы удовлетворить требованиям QPS.
В поиске решения проблемы высокоомных нанорезисторов Варбуртон и его коллеги обратились к оксиду хрома. С помощью осаждения методом распыления (sputter deposition) они изготовили тонкие пленки этого материала, и показали, что сопротивление таких резисторов изменяется прямо пропорционально содержанию кислорода в пленке.
«Замена хрома кислородом влияет как на количество электронов, образующих ток, так и на наличие путей для прохождения электронов через материал», — объясняет Варбуртон.
Авторы определили сопротивление полученных резисторов с разным соотношением кислорода и хрома при 4,2 градусах Кельвина. У вариантов с большим содержанием кислорода сопротивление оказалось достаточно высоким для большинства QPS-схем, нуждающихся в охлаждении, чтобы квантовые эффекты могли возобладать над классическими.
Кроме того, было измерено контактное сопротивление пленки оксида хрома на границе с кремний-ниобиевым нанопроводом, и показано, что снизить его можно введением промежуточного слоя золота. Исследовательский коллектив планирует на следующем этапе интегрировать такие резисторы в устройства QPS.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
0 |