Um einen kohärenten Quantentransport in hybriden Supraleiter-Halbleiter-Supraleiter-Josephson-Verbindungen zu bilden, ist die Bildung der homogenen und barrierefreien Schnittstelle zwischen zwei unterschiedlichen Materialien notwendig. Hier stellen wir eine neuartige zweidimensionale Materialplattform vor und untersuchen dann die näherinduzierte Supraleitung im zweidimensionalen Elektronengas Indium galliumarsenid, das die Grundlage eines hybriden quantenintegrierten Schaltkreises ist. Um das JJ- und QIC-Gerätelayout zu entwerfen, reinigen Sie zunächst einen Indium-Gallium-Arsenid-Wafer mit Aceton und Isopropylalkohol.
Dann trocknen Sie das Gerät mit Stickstoffgas. Drehen Sie den Photoresist auf dem Indium Galliumarsenid-Wafer. Backen Sie das Gerät auf einer Kochplatte für ein paar Sekunden.
Legen Sie anschließend eine Fotomaske in einen Maskenaligner und legen Sie das Gerät unter das entsprechende Muster. Setzen Sie das Gerät durch die Fotomaske von Mesa- und QIC-Layouts UV-Licht aus. Dann entwickeln Sie den Widerstand in MF-319 Entwickler für ein paar Minuten.
Ätzen Sie die Mesa, um als aktive Region zu fungieren, indem Sie das Gerät in eine Lösung aus Wasser, Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid setzen. Spülen Sie das Gerät dreißig Sekunden lang mit entionisiertem Wasser und trocknen Sie es mit Stickstoffgas. Stellen Sie nun mit einem DEKTAK Oberflächenprofiler eine Ätztiefe von rund 150 Nanometern sicher.
Reinigen Sie das Gerät mit Aceton und Isopropylalkohol. Als nächstes bilden Sie ein ohmsche Pad, um elektrischen Kontakt zwischen dem Metall und dem zweidimensionalen Elektronengas herzustellen, indem Sie Photoresist auf dem Gerät drehen. Backen Sie das Gerät auf einer Kochplatte für ein paar Sekunden.
Legen Sie eine Fotomaske in den Maskenaligner, und platzieren Sie das Gerät unter dem entsprechenden Muster. Setzen Sie das Gerät durch die Fotomaske ohmischer Muster UV-Licht aus. Dann entwickeln Sie den Widerstand in MF-319 Entwickler für ein paar Minuten.
Anschließend eine dünne Schicht Goldgermanium-Nickellegierung auf die widerstandsgemusterte Probe in einer Verdampfermaschine ablagern. Nach dem Abheben in Aceton, anneal das Gerät als 430 Grad Celsius für ein paar Sekunden. Spin photoresist auf dem Gerät.
Dann backen Sie das Gerät auf einer Kochplatte für ein paar Sekunden. Nassätzen Sie einen 130 Nanometer tiefen Graben über dem aktiven Bereich, um zweidimensionale EJs durch photolithographische Musterung und Nassätzung in Säure zu bilden, wie zuvor beschrieben. Schneiden Sie das Gerät in kleine Chips.
Laden Sie den Chip, der eine Reihe von zweidimensionalen Jjes enthält, auf einen standardmäßigen bleifreien Chipträger mit GE-Lack. Dann machen Sie die elektrischen Kontakte zwischen dem Gerät und bleifreien Chipträgerpads. Schließlich laden Sie das Gerät in einen Verdünnungskühlschrank für Transportmessungen.
Das SEM-Bild einer Kreuzung auf der Schaltung von Gerät 2 wird hier gezeigt. Der Abstand zwischen zwei Niobfolien auf jeder Seite der Kreuzung beträgt 550 Nanometer auf dem kürzesten Weg. Das SEM-Bild einer Kreuzung von Gerät 1, die photolithographisch hergestellt ist, zeigt, dass die beiden Niobelektroden durch einen Abstand von 850 Nanometern getrennt sind.
Normale und Andreev-Reflexionen in hybridsupraleitenden-halbleitenden Knoten werden hier dargestellt. Hier werden die temperaturabhängigkeitsinduzierten supraleitenden Lücken mit ausgeprägten subharmonischen Energiespaltstrukturen, Peaks und Dips für Gerät 1 dargestellt. Bei der niedrigsten Temperatur treten subharmonische Energiespaltstrukturen mit 3 Peaks und 3 Dips auf.
Die Temperaturentwicklung der Spitzen und Einbrüche durch die Unterdrückung der induzierten Supraleitung mit Temperaturanstieg wird hier gezeigt. Alle Merkmale sind deutlich temperaturabhängig, und die stärksten subharmonischen Energiespaltspitzen werden bei 50 Millikelvin beobachtet. Der supraleitende Spalt als Funktion der angelegten Quell-Drain-Spannung und Temperatur von Gerät 2 wird hier gezeigt.
Die Temperatur- und Magnetfeldabhängigkeiten transportieren Messungen von Gerät 2 nicht auf Anzeichen von In-Gap- oder Sub-Gap-Oszillationen, die für Gerät 1 beobachtet werden. Das Wichtigste bei der Durchführung dieses Verfahrens ist, die richtige H-Ebene zu erhalten, um auf das zweidimensionale Elektronengas im Gerät zuzugreifen und die Nanojunction zu bilden. Ich glaube, dass zweidimensionale Josephson-Kreuzungen mit unterschiedlichen Längen und Breiten untersucht werden können, um die Auswirkungen der Dimensionen von Kreuzungen auf die topologische Beobachtungsphase zu untersuchen.
Diese Technik ermöglicht es, Hunderte von Quantengeräten in einer Kühlkühlung zu messen und so den Weg für die Realisierung skalierbarer Hybrid-Quantengeräte zu ebnen.
