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全外延三维晶体管原子量子位自旋读出

07/01/2019

M Koch,JG Keizer,P Pakkiam,D Keith,MG。豪斯,佩雷茨,我的西蒙斯

自然纳米技术,137 (2019)

全外延三维晶体管原子量子位自旋读出

实现拓扑纠错的表面编码是迈向通用量子计算机的重要一步。对于硅中的单原子量子位, 需要同步并并行地控制和读出量子位,这就需要形成一个二维的量子位阵列,该量子位层的上方和下方都有控制电极的图案。这种垂直三维器件结构需要能够在硅晶体的多个垂直分离的平面上对掺杂剂进行纳米精密层间排列。此外,在硅封装期间,掺杂剂不得扩散或隔离。这种结构的关键组成部分 -- 比如纳米线, 单原子晶体管和单电子晶体管 -- 已经通过使用扫描隧道显微镜抗氢剂光刻在一个原子平面上实现了硅中的磷掺杂剂的图案化。这里, 我们将其扩展到三维空间,并展示了具有 97.9% 测量保真度的磷掺杂剂量子位在垂直门控单电子晶体管中的单发自旋读出,其层间对准精度小于 5 纳米。我们的策略确保只使用两种原子: 磷和硅形成一个完全结晶的晶体管。

大学:UNSW 悉尼

作者中心参与者:Joris G.Keizer 博士、 Prasanna Pakkiam 先生、 Daniel Keith 先生、 Matthew G.House 博士、 Michelle Y.Simmons AO 教授、 Eldad Peretz

来源:自然纳米技术

出版物类型:参考期刊文章

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