Tranzystory z kontrolą pojedynczych elektronów

W produkcji tranzystorów jedno- i kilkuatomowych zespół oparł się na technice, w której układ krzemowy pokryty jest warstwą atomów wodoru, które łatwo wiążą się z krzemem. Drobna końcówka skaningowego mikroskopu tunelowego usuwała następnie atomy wodoru w wybranych miejscach. Pozostałe atomy wodoru działały jako bariera, tak że gdy zespół skierował gaz fosforowodór (PH 3 ) na powierzchnię krzemu, poszczególne cząsteczki PH 3 przyłączały się tylko do miejsc, w których usunięto wodór. Badacze następnie podgrzewali powierzchnię krzemu. Ciepło wyrzucało atomy wodoru z PH 3 i powodowało, że pozostawiony atom fosforu osadzał się na powierzchni. Dzięki dodatkowej obróbce, związane atomy fosforu stworzyły podwaliny pod szereg wysoce stabilnych urządzeń jedno- lub kilkuatomowych, które mogą służyć jako kubity.

Precyzyjne sterowanie tunelowaniem kwantowym jest niezwykle ważne, ponieważ umożliwia splątanie lub połączenie tranzystorów w sposób możliwy tylko dzięki mechanice kwantowej i otwiera nowe możliwości tworzenia bitów kwantowych (kubitów), które mogą być wykorzystane w obliczeniach kwantowych. „Ponieważ tunelowanie kwantowe jest czymś fundamentalnym dla każdego urządzenia kwantowego, w tym także dla budowy kubitów, zdolność do kontrolowania przepływu pojedynczego elektronu w danym czasie jest znaczącym osiągnięciem,” wyjaśnia w publikacji na łamach „Communications Physics” Jonathan Wyrick, jeden z autorów osiągnięcia.

Źródło: phys.org

Mirosław Usidus