Nature：將分子束外延應用于設計納米線量子器件

daoke 6年前 (2017-08-25) 3783瀏覽

【引言】

半導體納米線因其優秀特性而廣泛用于微電子，光電子，光伏電等方面，是制備各種低維量子器件的理想材料。特別是當強自旋軌道耦合的半導體納米線與超導體接觸時，會出現以非阿貝爾準粒子(如任意子)為主的物質的拓撲相。為了充分發揮非阿貝爾任意子（拓撲量子計算的關鍵要素）的潛力，需要在控制良好的編織操作中進行交換，而用于編織的基本硬件則是與超導島耦合的結晶納米線網絡。

【成果簡介】

近日，荷蘭代爾夫特理工大學、埃因霍芬理工大學的Erik P. A. M. Bakkers（通訊作者）等人在Nature上發表了題為“Epitaxy of advanced nanowire quantum devices”的文章。在這篇文章中，作者介紹了一種自下而上合成單晶InSb納米線網絡的技術，并特別關注具有預定義數量的超導島嶼的納米線網絡。結構分析可證實納米線結高質量的結晶度與外延超導體-半導體界面的存在。納米線“標簽”的量子傳輸測量揭示的阿哈羅諾夫-玻姆效應和弱-反定位效應，證實了具有強自旋軌道耦合的相位相干系統。此外，在這種混合超導-半導體納米線中，還表現出一種近端誘導的硬超導間隙，表明研究者成功開發了第一編織實驗所需的材料。這項工作為實現在量子器件各關鍵部件極具應用潛力的外延三維量子結構的制備開辟了新的途徑。

【圖文導讀】

圖一：InSb納米線網絡的確定性增長