中日科學(xué)家研制出新型量子晶體管
記者近日從中科大獲悉，該校郭國平教授研究組與日本科學(xué)家合作，首次在半導(dǎo)體柔性二維材料體系中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)調(diào)控的量子點(diǎn)器件。這種新型半導(dǎo)體量子晶體管為制備柔性量子芯片提供了新途徑。最新一期國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》發(fā)表了該成果。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體門控量子點(diǎn)作為一種量子晶體管，已經(jīng)成為制備量子芯片的熱門候選體系之一。以石墨烯為代表的二維材料體系，因?yàn)槠涮烊坏膯卧訉雍穸取?yōu)異的電學(xué)性能、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，成為柔性電子學(xué)、量子電子學(xué)的重點(diǎn)研究對(duì)象。但由于其能帶結(jié)構(gòu)、界面缺陷雜質(zhì)等因素，使得二維材料中的量子點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)有效的電學(xué)調(diào)控。
郭國平研究組與日本國立材料研究所、日本理化研究所科學(xué)家合作，選擇新型二維材料二硫化鉬進(jìn)行深入研究。他們利用微納加工、低溫LED輻照等一系列現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝手段，結(jié)合氮化硼封裝技術(shù)，有效減少了量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和缺陷，首次在這類材料中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)可控的雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在極低溫下，通過電極電壓，實(shí)現(xiàn)了人造原子到人造分子的電學(xué)可控調(diào)制。
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