저자는 기술 지원을 마이클 Lacerte 감사합니다. MP-L. 재정 지원에 대한 자연 등 기술 (FRQNT) - 고급 연구 (CIFAR), 자연 과학 및 캐나다의 공학 연구위원회 (NSERC), 혁신에 대한 캐나다 재단 (CFI)과 드퐁 드 공들인 퀘벡의 캐나다 연구소 인정합니다. 여기에 제시된 장치는 나노 퀘벡에 의해 일부 자금 CRN2 및 IMDQ 시설에서 제작되었다. 갈륨 비소 / AlGaAs 기판은 국가 연구위원회 캐나다에서 미세 과학 연구소에서 ZR 바실 레프 스키에 의해 제작되었다. JCL 및 CB-O. 재정 지원 CRSNG 및 FRQNT을 인정합니다.

아래에 설명 된 제조 공정은 1.04 X 1.04 cm의 크기와 갈륨 비소 / AlGaAs 기판에서 수행됩니다. 스물 동일한 장치는이 크기의 기판에 제작되어 있습니다. 프로세스의 모든 단계는 클린 룸에서 수행되는 적절한 보호 장비는 항상 사용할 수 있어야합니다. 탈 이온수는 프로세스 전반에 걸쳐 사용되지만, 간단히 아래의 프로토콜에서 &quot;물&quot;이라고합니다. 1. 메사 에칭 이 제조 단계의 결과는 그림 4A에 표시됩니다. <ol><li> 저항 원치 않는 또는 유기 화합물의 흔적을 제거하는 2 분 75 W에서 O 2 플라즈마 플라즈마 아셀에서 샘플을 놓습니다. </li><li> 5 분 각각 아세톤 (배)와 IPA와 소닉 화장실에서 샘플을 청소합니다. 압축 된 N 2 총을 건조 타격. 제조 프로토콜을 통해, 소닉 목욕을 사용하는 경우, 갈륨 비소 웨이퍼 손상을 방지하기 위해 높은 권한을 사용하지 않도록그 다니엘하는 경향이있다. </li><li> 표면 탈수 적어도 15 분 동안 125 ° C의 오븐에서 샘플을 굽는다. 탈수는 5 분 이상 180 ° C에서 핫 플레이트에 샘플을 배치하여 얻을 수 있습니다. </li><li> 115 60 ° C 초에서 뜨거운 접시에 30 초 굽는다 3,500 rpm에서 쉬 S1818 포토 레지스트로 코팅 샘플을 스핀. 저항의 결과 층은 약 2.5 μm의 두께이어야한다. 그것은 두껍고 에칭 기판 단계 1.11에서 사용되는 솔루션이 매우 적은 영향을주기 때문입니다 S1818이 사용됩니다. 제조 공정 전반에 걸쳐, 그것은 다음 단계에서 쉽게 제거 할 수 있도록 저항 포토 레지스트 및 전자 빔을 overbaking 않도록하는 것이 중요합니다. </li><li> 시료의 바깥 쪽 가장자리에 저항을 노출하는 포토 리소그래피 마스크 얼 라이너와 에지 비드 마스크를 사용하십시오. 에지 비드 마스크는 유리 접시에 1 X 1cm 크롬 사각형으로 구성되어 있습니다. 436 nm의 파장의 빛을 사용하여 15m W / cm 2에서 10 초 동안 저항을 노출합니다. 워싱턴velength 전력은 고정되어 사용되는 기계와 다를 수 있습니다. 적당한 크기의 잘 정의 된 기능을 얻기 위해 노출과 개발 시간을 조정합니다. </li><li> 개발 2 분 10 초 MF-319에서 샘플을 담가 저항 노출. 이 단계 동안 천천히 교반. 15 초 동안 물에 씻어 압축 N 2 총을 불어 건조시킵니다. 에지 비드 샘플의 중간에 저항의 균일 한 두께를 가진 1 x 1 센티미터 표면을 떠나,이 단계의 끝에서 제거해야합니다. 에지 비드가 더 나은 결과를 이끌어 마스크와 샘플 사이에 더 나은 접촉을 얻기 위해 메사 마스크를 노출하기 전에 제거됩니다. </li><li> 아직도 노광 마스크 얼 라이너를 사용하여 노출 15 mW의 / cm 2에서 7 초 메사 마스크와 436 nm의 빛을 사용하여 저항한다. </li><li> 개발 2 분 10 초 MF-319에서 샘플을 담그고 천천히 교반에 의해 저항 노출.에게 물에 15 초 동안 세척하고 압축 된 N 2 총을 불어 건조시킵니다. remainin 저항샘플 G는 이제 메사의 모양을하고 있습니다. 저항은 다음 단계에서 에칭되는 샘플이 지역을 보호합니다. </li><li> 이전에 노출 된 지역에서 저항의 모든 흔적을 제거하려면, 샘플은 플라즈마 아셀에 배치하고 75 1 분 동안 O 2 플라즈마 W. 노출되는 </li><li> H 2 SO 4 용액 : H 2 O 2 : H 2 O (5시 1분 55초가) 식각 샘플 사용됩니다. H 2 O 2와 물을 적절한 비율을 결합하고 H 2 SO 4를 추가합니다. 그것이 처음 준비 할 때이 솔루션은 매우 반응이다. overetching을 방지하기 위해 다음과 같은 단계로 진행하기 전에 20 분을 기다립니다. </li><li> 몇 초 동안 산성 용액에 침지하고 즉시 반응을 중지 30 초 동안 물에 세척하여 샘플 에칭. 샘플의 표면은 (SE이 지역에서 고갈을 보장하기 위해 2DEG에 아래의 Si 불순물의 층을지나 에칭 거의 모든 방법으로해야합니다전자 그림 1). 식각 깊이는 기판에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 기판의 종류에 대해, 34 초 침수 90-100 ㎚의 원하는 식각 깊이에 이르게한다. 그러나 2DEG 손상을 방지하기 위해 overetch하지 않는 것이 중요합니다. 식각 율이 솔루션뿐만 아니라 에칭하기 전에 대기 시간 H 2 SO 4, H 2의 비율 O 2를 강력하게 변화하기 때문에, 그것은 5-10 초 여러 침지하여 에칭을 수행 대신하는 것이 좋습니다 단 34 초 에칭으로, 각 식각 후 profilometer로 식각 깊이를 측정합니다. 이 솔루션의 비교적 느린 식각 속도는 식각 깊이를 잘 조절 할 수 있습니다. 실내 온도 아래의 식각 용액을 냉각하여 식각 속도를 낮출 수 있습니다. 그것은 얕은 식각하고 식각 프로파일이 중요하기 때문에하지만, 다른 에칭 솔루션도 사용할 수 있습니다. </li><li> 3 시간 동안 65 ° C에서 1165 년 리무버에서 샘플을 침지하여 저항을 벗 깁니다. 헹구기5 아세톤과 IPA의 각을 분. profilometer와 식각 프로파일을 측정합니다. </li></ol> 2. 저항 접촉의 제작 이 제조 단계의 결과는 그림 4b에 표시됩니다. <ol><li> 5 분 각각 아세톤 (배)와 IPA의 침수 소닉 화장실에서 샘플을 청소합니다. 압축 된 N 2 총을 불어 건조시킵니다. </li><li> 125 ° C 표면을 탈수하는 15 분 동안 오븐에서 샘플을 굽는다. </li><li> 10 분 동안 150 핫 플레이트 ° C에서 30 초와 빵을 2,500 rpm에서 LOR5A와 코트를 스핀. 그런 다음 60 초 동안 110 ° C에서 뜨거운 접시에 30 초 굽는다 5,000 rpm에서 S1813과 함께 코트를 스핀. 그 결과 저항의 두께 ~ 600 nm의 각각 ~ 1.3 ㎛ 인이다. 저항의 두 레이어는 단계 2.10에 입금됩니다 금속 리프트 오프를 촉진하는 데 사용됩니다. </li><li> 포토 리소그래피 마스크 얼 라이너와 에지 비드 마스크를 사용하여 외부 ED에 저항을 노출15 mW의 / cm 2에서 10 초 동안 436 nm의 빛을 시료의 GE. </li><li> 개발 부드럽게 교반하면서 2 분 10 초 MF-319에서 샘플을 담가 저항 노출.에게 15 초 동안 물에 씻어 압축 N 2 총을 불어 건조시킵니다. </li><li> 아직도 오믹 접촉 마스크 노광 마스크 얼 라이너,하지만이 시간을 사용하여 에칭 메사에 저항 연락처의 패턴을 맞 춥니 다. 15 mW의 / cm 2에서 6 초 동안 436 nm의 빛을 노출합니다. </li><li> 부드럽게 교반하면서 2 분 10 초 MF-319에 저항을 개발합니다. 15 초 동안 물에 씻어 압축 N 2 총을 불어 건조시킵니다. 상기 오믹 접촉이 입금됩니다 지역에서 저항이 더 이상 없습니다. 개발자는 저항의 상위 레이어 아래에 언더컷을 남겨 빠르게 S1813보다 LOR의 5A를 녹인다. 저항이 프로필은 저항의 가장자리에 벽을 형성하는 금속 (단계 2.10에 입금 할 것)을 방지하고 쉽게 remova도 수나머지의 난 저항하고 바람직하지 않은 금속. </li><li> 이전에 노출 된 지역에서 저항의 모든 흔적을 제거하려면 플라즈마 아셀에서 샘플을 배치하고 샘플 플라즈마에 너무 오래 앉게하지 않는 것이 중요합니다 75 W.에서 1 분 동안 O 2 플라즈마에 노출 때문에 약 75 nm의 / 저항의 분은이 단계 새겨 져있다. </li><li> 30 초 동안 H 2 O (1:5) 30 초 동안 물에 세척 : SO 4 H 2 용액에 시료를 침지하여 갈륨 비소 산화막을 제거합니다. 압축 된 N 2 총을 불어 건조시킵니다. 단계 2.10는 가능한 한 빨리 다시 나타나지 네이티브 산화를 방지하기 위해 수행해야합니다. </li><li> 니켈의 25 nm의 창 55 nm의 Au를 80 nm의 입금 전자 빔 증발기를 사용합니다. 증착 속도는 각각 0.2 nm의 / 초, 0.5 nm의 / 초, 0.5 nm의 / 초입니다. 증착 속도는 증착 시간 t의 두께의 정밀도가 떨어질 정도로 짧은되지 않고 챔버를 가열 방지 할 수있을만큼 짧은되도록 선택됩니다그 층을 증착. 그것은 9 가능한 경우 게르마늄과의 Au 이중층은 공정 GeAu의 단일 레이어로 대체 할 수 있습니다. </li><li> 이전 단계는 샘플의 전체 표면에 금속을 증착. 저항에 증착 된 금속의 제거는 후자를 용해하여 수행됩니다. 이 작업을 수행하려면 3 시간 동안 65 ° C에서 1,165 리무버에서 샘플을 담가. 자체적으로 해제되지 않았을 수 있습니다 원치 않는 금속을 제거하려면 살짝 뜨거운 제거제로 샘플의 표면을 스프레이 피펫을 사용합니다. 5 분 각각 아세톤과 IPA에서 샘플을 씻어. </li><li> 성형 가스의 급격한 열 어닐링 과정은 샘플의 2DEG에 용착 금속을 확산하는 데 사용됩니다. 온도는 ° C / 초 415의 온도 ° C에 도달 할 때까지 50의 속도로 증가된다. 샘플은 20 초 동안이 온도에서 방치 한 후 급속 냉각된다. 기간과 풀림의 온도가 낮거나 옴 접촉을 통해 작은 저항을 얻기 위해 선택됩니다온도. 최적 어닐링 시간은 기판 2DEG의 깊이에 따라 달라질 수 있습니다. </li></ol> 3. 티 / AU 쇼트의 제조 리드 이 제조 단계의 결과는 그림 4C에 표시됩니다. <ol><li> 5 분 각각 아세톤 (배)와 IPA의 침수 소닉 화장실에서 샘플을 청소합니다. 압축 된 N 2 총을 불어 건조시킵니다. </li><li> 125 ° C 표면을 탈수하는 15 분 동안 오븐에서 샘플을 굽는다. </li><li> 90 초 동안 180 ° C에서 뜨거운 접시에 30 초와 빵을위한 5000RPM에서 코트 PMMALMW4 %를 스핀. 그런 다음 180 ° C 90 초에서 뜨거운 접시에 30 초 굽는다 5,000 rpm에서 코트 PMMA HMW 2 %를 스핀. 그 결과 저항의 두께 ~ 75 nm의 ~ 40 nm의, 각각입니다. 티 / 오 리드가 매우 얇은되기 때문에, PMMA의 단일 레이어를 사용할 수 있지만, 회전, 노출 및 개발 매개 변수는 결과로 조정해야합니다. 이 댓글은 t에 적용그는 알 리드 게이트 (4 단계). </li><li> E-빔 과정 : 프로세스의이 부분은 ​​사용되는 프로토콜 따라서 아래에 설명 된 것과 크게 다를 수 있습니다 필요한 장비에 크게 의존합니다. 리드의 패턴은 CAD 파일에 그려집니다. 이 파일에서, 리드가 2 μm의 넓은 닫힌 다각형으로 그려해야합니다. 리드는 알루미늄 문 (4 단계에서 제작)에 본딩 패드 (5 단계에서 제작)에 문의 할 필요가 있습니다. 네 개의 정렬 마크는 티 / AU 쇼트 위에 알 리드 게이트, 수직 수평 및 회전 정렬을 리드 할 수 있도록 노출되어야합니다. <ol><li> 전자빔 리소그래피를 할 장착되어 주사 전자 현미경 (SEM)에서 샘플을 놓습니다. 빔 스폿의 크기를 줄이고 이전에 제작 된 구조를 정렬하는 동안 좋은 대조를 보장하기 위해 10 kV의에 가속 전압을 설정하기 위해 10 ㎛의 구멍을 사용합니다. 초점 stigmatism 및 조리개 정렬을 조정합니다.패러데이 컵 빔 전류를 측정한다. </li><li> 이전 에칭 메사 빔을 정렬하고 300X에 배율을 설정합니다. </li><li> 리드를 노출합니다. SEM은 노출 점의 배열을 작성하여 원하는 영역을 노출하도록 프로그램되어있다. 이러한 점 사이의 거리 (중심 간 거리) 5.5 nm의이며 용량은 43 μC / cm 2 (노출 시간 단계 3.5.1에서 측정 된 빔 전류에 따라 달라집니다)입니다. 4 단계에서 티 / 오 리드 알 게이트의 정렬을 할 수 있도록뿐만 아니라 정렬 마크를 노출합니다. </li><li> 샘플에 20 각 장치에 대해 단계 3.5.2과 3.5.3를 반복합니다. </li></ol></li><li> IPA에서 샘플을 담가 저항 개발 : 30 초 H 2 O (9시 1분). 이 솔루션은 20 ° C.의 온도에 있어야합니다 30 초 동안 물에 씻어 압축 N 2 총을 불어 건조시킵니다. MIBK 용액과 반​​응을 중지 IPA의 세척 : 선호하는 경우, PMMA은 IPA를 사용하여 개발 될 수있다 저항한다. 다른 D이 옵션을 선택한 경우 evelopment 시간이 필요합니다. </li><li> 플라즈마 아셀에서 샘플을 배치하고 전자 빔 과정에서 형성된 트렌치의 바닥에 남아있는 저항에는 없다는 것을이 저항의 5 nm의 제거 및 보장 50 W.에서 4 초 동안 O 2 플라즈마에 노출. </li><li> SO 4 H 2 용액에 시료를 침지하여 갈륨 비소 산화막을 제거 30 초 H 2 O (1:5) 30 초 동안 물에 헹구십시오. 압축 된 N 2 총을 불어 건조시킵니다. 단계 3.8 가능한 한 빨리 다시 나타나지 산화막을 방지하기 위해 수행해야합니다. </li><li> 모두 0.1 나노 미터 / 초의 속도로, TI와 오의 20 나노의 전자 빔 증발기 및 예금 10 나노에서 샘플을 놓습니다. 샘플 홀더가 잘 접지 및 증착 공정 중에 샘플 축적 요금을 방지하기 위해 소스에서 최소 60cm 멀리 배치하는 것이 중요합니다. </li><li> 65 1,165 리무버에서 샘플을 담근 °로 리프트 오프 초과하는 금속C 15 분. 자체적으로 해제되지 않았을 수 있습니다 원치 않는 금속을 제거하려면 살짝 뜨거운 제거제로 샘플의 표면을 스프레이 피펫을 사용합니다. 5 분 각각 아세톤과 IPA에 씻어. </li></ol> 4. 알 쇼트 리드 게이츠의 제작 이 제조 단계의 결과는 그림 4D에 표시됩니다. 알 쇼트의 제조 리드하고 이러한 점을 정의하는 게이트이기 때문에 게이트 제조 공정의 가장 중요한 단계를 구성합니다. 그것은 전자 빔이 잘 초점을 맞추고 현재의 빔이 잘 단계 4.2로 조정하는 것이 중요합니다. 노출과 개발 시간은 물론 소형, 지속적이고 잘 정의 된 게이트를 얻기 위해 조정해야합니다. 많은 프로토콜, 이러한 게이트와 리드는 티 / AU에서 제작하는 단계와 3시 이전에 리드와 동시에 노출됩니다. 그러나 알을 사용하는 장점은, 그것은 산화 될 수 theref입니다광석은 큰 절연 층 (10)의 필요없이 시료의 표면에 직접 입금 할 상위 게이트 등의 요소를 허용. <ol><li> 3.4.2 단계 3.1를 반복합니다. 티 / 오 리드의 손상을 방지하기 위해 샘플을 청소하는 동안 그러나, 소닉 목욕을 사용하지 마십시오. </li><li> E-빔 과정 : 알 리드와 게이트 패턴은 CAD 파일에 그려집니다. 알 리드는 티 / AU는 알 문에 이르게 연락하기 위해 사용되는 200 ㎚의 폭 닫힌 다각형으로 그려집니다. 알 게이트 그러나 폴리곤으로 그려진 것이 아니라 같은 두 개의 단일 선은 20 나노로 구분하지 않습니다. <ol><li> 빔 메사에 부합되면, 1,500 X에 배율을 설정하고 티 / AU 쇼트와 빔 리드를 맞 춥니 다. </li><li> 리드를 노출합니다. 43 μC / cm 2 3.3 ㎚의 중심 간 거리의 용량을 사용합니다. </li><li> 게이트를 노출합니다. 0.149 NC / cm 및 1.1 ㎚의 중심 간 거리의 라인 용량을 사용합니다. 이 이어질 것60 ㎚의 최종 게이트 폭. </li><li> 4.2.3 시료에 20 각 장치에 대한 - 단계 4.2.1를 반복합니다. </li></ol></li><li> 3.7 - 단계 5를 반복합니다. </li><li> 0.3 나노 미터 / 초의 속도로 알의 전자 빔 증발기 및 예금 30 나노에서 샘플을 놓습니다. </li><li> 단계 3.10를 반복합니다. 그것은 작은 알 게이트의 손상을 방지하려면이 단계 이후의 샘플 매우 섬세한 것이 중요합니다. </li></ol> 5. 쇼트 키 리드와 접착 패드의 제조 이 제조 단계의 결과는 그림 4E에 표시됩니다. <ol><li> 단계 2.1를 반복 - 쇼트위한 포토 리소그래피 마스크를 사용하여, 2.9하는 대신 저항 패드 마스크 발생합니다. </li><li> TI와 0.3 nm의 / 초, 1 나노 미터 / 초 각각의 속도로 오의 350 ㎚의 전자 빔 증발기 및 예금 30 나노에서 샘플을 놓습니다. 그것은 생보다 찢어 적은 경향이 있기 때문에 증착 오의 두꺼운 층은 샘플 홀더에 시료의 결합을 용이하게nner 층. </li><li> 리프트 오프 과잉 금속과 나머지 3 시간 동안 65 ° C에서 1,165 리무버에서 샘플을 담가 저항한다. 자체적으로 해제되지 않았을 수 있습니다 원치 않는 금속을 제거하려면 살짝 뜨거운 제거제로 샘플의 표면을 스프레이 피펫을 사용합니다. 5 분 각각 아세톤과 IPA에서 샘플을 씻어. </li></ol> 6. 샘플의 다이 싱 <ol><li> 125 ° C 표면을 탈수하는 15 분 동안 오븐에서 샘플을 굽는다. </li><li> 1 분 동안 115 ° C에서 뜨거운 접시에 30 초 굽는다 3,500 rpm에서 S1818과 함께 코트를 스핀. 저항이 층의 두께는 다이 싱 중에 샘플의 표면을 보호하기에 충분한 두께만큼 중요하지 않습니다. </li><li> 샘플의 상단과 하단면에 테이프를 다이​​ 싱의 레이어를 놓습니다. 맨 얼굴에 테이프의 층은 다이 싱시 장치에 추가적인 보호 계층을 제공합니다. </li><li> 주사위 놀이를하는 사람의 샘플면이 위로를 놓습니다. 다이 싱하여 개별 장치에 샘플을 잘라테이프를 다이​​ 싱의 바닥 층을 절단하지 않고 최고 다이 싱 테이프의 층과 갈륨 비소 / AlGaAs 웨이퍼를 통해 모든 방법입니다. </li><li> 다이 싱 테이프를 제거하고 보호는 몇 분 동안 아세톤에서 샘플을 배치하여 저항한다. 부드럽게 자신에 들지 않는 다이 싱 테이프의 조각을 끌어 핀셋을 사용합니다. IPA에 장치를 씻어 N 2 총을 사용 매만. </li></ol>

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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Coherent+Beam+Splitter+for+Electronic+Spin+States.">A Coherent Beam Splitter for Electronic Spin States.</a> Science. 327 (5966), 669-672 (2010).</li><li>Shulman, M. D., Dial, O. E., Harvey, S. P., Bluhm, H., Umansky, V., Yacoby, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+Entanglement+of+Electrostatically+Coupled+Singlet-Triplet+Qubits.">Demonstration of Entanglement of Electrostatically Coupled Singlet-Triplet Qubits.</a> Science. 336 (6078), 202-205 (2012).</li><li>Khaetskii, A. V., Loss, D., Glazman, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+Spin+Decoherence+in+Quantum+Dots+Due+to+Interaction+with+Nuclei.">Electron Spin Decoherence in Quantum Dots Due to Interaction with Nuclei.</a> Phys. Rev. Lett. 88 (18), 186802 (2002).</li><li>Sakr, M. R., Jiang, H. W., Yablonovitch, E., Croke, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+characterization+of+electrostatic+Si/SiGe+Quantum+Dots+with+an+Integrated+Read-Out+Channel.">Fabrication and characterization of electrostatic Si/SiGe Quantum Dots with an Integrated Read-Out Channel.</a> Appl. Phys. Lett. 87 (22), 223104 (2005).</li><li>Liu, X. L., Hug, D., Vandersypen, L. M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gate-Defined+Graphene+Double+Quantum+Dot+and+Excited+State+Spectroscopy.">Gate-Defined Graphene Double Quantum Dot and Excited State Spectroscopy.</a> Nano Lett. 10 (5), 1623-1627 (2010).</li><li>Frey, T., Leek, P. J., Beck, M., Blais, A., Ihn, T., Ensslin, K., Wallraff, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dipole+Coupling+of+a+Double+Quantum+Dot+to+a+Microwave+Resonator.">Dipole Coupling of a Double Quantum Dot to a Microwave Resonator.</a> Phys. Rev. Lett. 108, 046807 (2012).</li><li>Pioro-Ladri&#232;re, M., Tokyra, Y., Obata, T., Kubo, T., Tarucha, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromagnets+for+coherent+control+of+spin-charge+qubit+in+lateral+quantum+dots.">Micromagnets for coherent control of spin-charge qubit in lateral quantum dots.</a> Appl. Phys. Lett. 90 (2), 024105 (2007).</li></ol>

저자는 공개 아무것도 없어.

위에 제시된 프로세스는 몇 가지 - 전자 정권에 도달 할 수 이중 양자점의 제조 프로토콜을 설명합니다. 그러나 주어진 매개 변수가 사용되는 장비의 모델 및 보정에 따라 다를 수 있습니다. 따라서, 전자 빔 리소그래피 단계에서 노출의 복용과 같은 매개 변수는 장치의 제작 전에 보정해야합니다. 이 과정은 쉽게의 제조에 적용 할 수 있습니다 게이트 정의도 2DEG을 제시 같은시 / SiGe의 같은 기질?...

이 양자 알고리즘이 기하 급수적으로 빠르게 가장 잘 알려진 고전적인 알고리즘 1에 비해 특정 문제를 해결하는 데 사용할 수있는 것으로 나타났습니다 된 이래 양자 정보 과학은 많은 관심을 모으고있다. 이 두 가지 수준의 시스템이기 때문에 양자 비트 (큐 비트)에 대한 명백한 후보는 양자점에 국한 단일 전자의 스핀이다. 다양한 아키텍처는 나노 와이어 2, 탄소 나노 튜브 3, 자기 조립 양자점 4, 반도체 세로 5 횡 양자점 6 반도체 등 양자점의 구현을 위해 제안되었다. 갈륨 비소의 게이트 정의 측면 양자 도트 / AlGaAs 헤테로 때문에 자신의 다재 다능 한 매우 성공하고 그들의 제조 공정이 논문의 초점이다. 측면 양자 도트, 시료 표면에 수직 방향으로 전자의 구속 (Z 방향)으로 나s는 적절한 기판을 선택하여 달성했다. 갈륨 비소 / AlGaAs 변조 도핑 헤테로은 AlGaAs 및 갈륨 비소 층 사이의 인터페이스에 국한 2 차원 전자 가스 (2DEG)를 제공합니다. 이러한 샘플은, 변조 도핑 기술과 결합, 낮은 불순물 밀도를 얻기 위해 분자 빔 에피 택시로 성장 2DEG에서 높은 전자 이동도에 이르게된다. 이종뿐만 아니라 밴드 구조의 다른 레이어의 회로도는 그림 1에 표시됩니다. 높은 전자 이동도는 양자점의 전체 표면 전자 상태의 일관성을 보장하기 위해 2DEG에 필요합니다. 아래에 설명 된 제조 공정에 사용되는 기판은 캐나다의 국립 연구위원회에서 구입 한 2.2 × 10 11cm -2 1.69 × 10 6cm 2 / Vsec의 전자 이동의 전자 밀도를 제공 하였다. 방향 paral 전자의 구속시료 표면에 LEL은 기판의 표면에 금속 전극을 배치하여 얻을 수 있습니다. 이러한 전극의 GaAs 시료의 표면에 증착하는 경우, 쇼트 ​​키 장벽은 7 형성된다. 이러한 전극에 적용 부정적인 전압은 충분한 에너지 만 전자가 통과 할 수있는 아래의 2DEG 현지 장벽으로 이어질. 인가되는 전압이 더 전자가 장벽을 통과 할 수있는 충분한 에너지가없는 충분한 음수 일 때 2DEG의 고갈이 발생합니다. 따라서 신중하게 전극의 형상을 선택하여, 그 샘플의 고갈 영역 사이의 전자의 작은 숫자를 트랩 할 수 있습니다. 점뿐만 아니라 샘플의 나머지 점과 2DEG 사이의 터널링 에너지에서 전자의 수의 제어 전극에 전압에게 미세 조정에 의해 달성 될 수있다. 게이트 전극과 고갈 전자 가스의 개략도는 그림 2에 표시됩니다. 점을 형성하는 게이트 구조의 설계에바델 등으로 사용되는 디자인 spired 8. 제어 점에서 전자의 수에 관한 정보를 읽으려면,이 점을 통해 전류를 유도하고 측정하는 데 유용합니다. 읽기는 또한 2DEG를 통해 전류를 필요로하는 양자 점 접촉 (QPC)를 사용하여 수행 할 수 있습니다. 2DEG 및 전압 소스 사이의 접촉 저항 접촉에 의해 보장됩니다. 이들은 (그림 3A의 및 4B 참조) 표준 급속 열처리 어닐링 과정 7을 사용 2DEG에 시료의 표면에서 모든 방법을 아래로 확산되는 금속 패드입니다. 소스와 드레인 사이의 단락을 방지하기 위해 시료의 표면하십시오 (그림 3B 및 4A) 2DEG는 특정 지역에서 소진되어 현재는 일부 특정 채널을 통해 여행 강제되도록 새겨 져있다. 2DEG는 여전히 남아있는 지역은 &quot;메사&quot;이라고합니다. 갈륨 비소 / AlGaAs 기판 상에 게이트 정의 측면 양자 도트의 다음과 같은 프로토콜 세부 사항은 전체 제조 공정. 제작되는 장치도 싱글, 더블 또는 트리플 양자점이나 양자 도트의 배열 인 경우에 관계없이 동일하게 유지 때문에 프로세스가 확장됩니다. 조작, 측정 및이 방법을 사용하여 제조 된 이중 양자점에 대한 결과는 더욱 섹션에 설명되어 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Acetone - CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;COCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Anachemia</td><td>AC-0150</td><td>67-64-1</td></tr><tr><td>Isopropyl Alcohol (IPA) - (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;CHOH</td><td>Anachemia</td><td>AC-7830</td><td>67-63-0</td></tr><tr><td>1165 Remover</td><td>MicroChem Corp</td><td>G050200</td><td>872-50-4</td></tr><tr><td>Microposit MF-319 Developer</td><td>Shipley</td><td>38460</td><td>75-59-2</td></tr><tr><td>Sulfuric Acid - H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Anachemia</td><td>AC-8750</td><td>766-93-9</td></tr><tr><td>Hydrogen Peroxide (30%) - H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>7722-84-1</td></tr><tr><td>LOR 5A Lift-off resist</td><td>MicroChem Corp</td><td>G516608</td><td>120-92-3</td></tr><tr><td>Microposit S1813 Photo Resist</td><td>Shipley</td><td>41280</td><td>108-65-6</td></tr><tr><td>Microposit S1818 Photo Resist</td><td>Shipley</td><td>41340</td><td>108-65-6</td></tr><tr><td>PMMA LMW 4% in anisole</td><td>MicroChem Corp</td><td></td><td>100-66-3, 9011-14-7</td></tr><tr><td>PMMA HMW 2% in anisole</td><td>MicroChem Corp</td><td></td><td>100-66-3, 9011-14-7</td></tr><tr><td>GaAs/AlGaAs wafer</td><td>National Research Council Canada</td><td>See detailed layer structure in &lt;strong&gt;Figure 1&lt;/strong&gt;.</td><td></td></tr><tr><td>Ni (99.0%)</td><td>Anachemia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ge (99.999%)</td><td>CERAC inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Au (99.999%)</td><td>Kamis inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ti (99.995%)</td><td>Kurt J Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Al</td><td>Kamis inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silver Epoxy</td><td>Epoxy Technology</td><td>H20E</td><td></td></tr></tbody></table>

nanofabrication of gate-defined gaas/algaas lateral quantum dots

양자 컴퓨터는 고전 컴퓨터에서 가장 잘 알려진 알고리즘 기하 급수적으로보다 빠르게 특정 문제를 해결하기 위해, 이러한 국가와 얽힘의 중첩으로, 양자 효과를 활용 양자 비트 (큐 비트)로 구성된 컴퓨터입니다. 게이트 정의 갈륨 비소 / AlGaAs에 측면 양자점 큐 비트의 이행을위한 탐험 많은 도로 중 하나입니다. 제대로 조작 할 때, 이러한 장치 공간의 특정 영역에서 전자의 소수 트랩 할 수 있습니다. 이러한 전자의 스핀 상태는 다음 양자 비트의 논리 0과 1을 구현하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 양자점 나노 미터 스케일을 감안할 때, 클린 룸 시설 전문 장비와 같은 전자 현미경과 전자 빔 증발기는 - 그들의 제조에 필요한 스캔 등을 제공합니다. 신중은 시료 표면의 청결을 유지하고 구조의 허약 게이트 손상을 방지하기 위해 제조 과정 전반에 걸쳐 수행해야합니다. 본 논문작업 장치로 웨이퍼에서 게이트 정의 측면 양자 도트의 상세 제작 프로토콜을 제공합니다. 특성화 방법과 대표적인 결과는 간략하게 설명합니다. 본 논문은 이중 양자점에 집중하지만, 제조 과정은 하나 또는 세 점 또는 양자 도트도 배열 동일하게 유지됩니다. 또한, 프로토콜은 같은시 / SiGe의 다른 기판에 수평 양자점을 제조에 적용 할 수 있습니다.

위에서 설명한 과정에서 중요한 단계 중 하나는 메사 (1 단계)의 에칭입니다. 그것은 overetching을 피하면서 2DEG 아래를 제거 할 수있을만큼 식각하는 것이 중요합니다. 따라서, 갈륨 비소 / AlGaAs 샘플에 에칭을 수행하기 전에 에칭 솔루션을 테스트하기 위해 대량의 GaAs 더미 샘플을 사용하는 것이 좋습니다. 갈륨 비소 / AlGaAs 이종의 식각 속도는 갈륨 비소보다 크지 만 더미의 에칭 용액이 더 많거나 ?...

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Nanofabrication of Gate-defined GaAs/AlGaAs Lateral Quantum Dots

본 논문에서는 갈륨 비소 헤테로 구조에서 게이트 정의 반도체 측면 양자 도트에 대한 자세한 제조 프로토콜을 제공합니다. 이러한 나노 장치는 양자 정보 처리 또는 일관된 전도도 측정과 같은 다른 중시 실험을위한 양자 비트로 사용하기 위해 몇 가지 전자를 포획하는 데 사용됩니다.

게이트 정의 갈륨 비소 / AlGaAs 측면 양자점 나노

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and ...

nanofabrication-of-gate-defined-gaasalgaas-lateral-quantum-dots

Research

JoVE Journal

Engineering

16.1K 조회수.  Université de Sherbrooke. 본 논문에서는 갈륨 비소 헤테로 구조에서 게이트 정의 반도체 측면 양자 도트에 대한 자세한 제조 프로토콜을 제공합니다. 이러한 나노 장치는 양자 정보 처리 또는 일관된 전도도 측정과 같은 다른 중시 실험을위한 양자 비트로 사용하기 위해 몇 가지 전자를 포획하는 데 사용됩니다.

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Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two electrodes-and generating them in practical quantities-is still challenging. The preparation of nanogap electrodes using nanoskiving, which is a form of edge lithography, is a fast, simple and powerful technique. This method is an entirely mechanical process which does not include any photo- or electron-beam lithographic steps and does not require any special equipment or infrastructure such as clean rooms. Nanoskiving is used to fabricate electrically addressable nanogaps with control over all three dimensions; the smallest dimension of these structures is defined by the thickness of the sacrificial layer (Al or Ag) or self-assembled monolayers. These wires can be manually positioned by transporting them on drops of water and are directly electrically-addressable; no further lithography is required to connect them to an electrometer.

The fabrication of electrically addressable, high-aspect-ratio (> 1000:1) metal nanowires separated by gaps of single nanometers using either sacrificial layers of aluminum and silver or self-assembled monolayers as templates is described. These nanogap structures are fabricated without a clean room or any photo- or electron-beam lithographic processes by a form of edge lithography known as nanoskiving.

Nanoskiving으로 Nanogaps을 제조

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two ...

연구

화학

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned and bonded silicon wafers. Unlike confinements in porous materials often used for these types of experiments3, bonded wafers provide predesigned uniform spaces for confinement. The geometry of each cell is well known, which removes a large source of ambiguity in the interpretation of data.
Exceptionally flat, 5 cm diameter, 375 &#181;m thick Si wafers with about 1 &#181;m variation over the entire wafer can be obtained commercially (from Semiconductor Processing Company, for example). Thermal oxide is grown on the wafers to define the confinement dimension in the z-direction. A pattern is then etched in the oxide using lithographic techniques so as to create a desired enclosure upon bonding. A hole is drilled in one of the wafers (the top) to allow for the introduction of the liquid to be measured. The wafers are cleaned2 in RCA solutions and then put in a microclean chamber where they are rinsed with deionized water4. The wafers are bonded at RT and then annealed at ~1,100 &#176;C. This forms a strong and permanent bond. This process can be used to make uniform enclosures for measuring thermal and hydrodynamic properties of confined liquids from the nanometer to the micrometer scale.

A method for permanently bonding two silicon wafers so as to realize a uniform enclosure is described. This includes wafer preparation, cleaning, RT bonding, and annealing processes. The resulting bonded wafers (cells) have uniformity of enclosure ~1%1,2. The resulting geometry allows for measurements of confined liquids and gasses.

실리콘 다이렉트 웨이퍼 본딩을 통한 균일한 나노스케일 캐비티 제조

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

공학

Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees of freedom to control electronic devices. In particular, the behavior of graphene&#8217;s charge carriers in response to potentials from charged Coulomb impurities is predicted to differ significantly from that of most materials. Scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) can provide detailed information on both the spatial and energy dependence of graphene&#39;s electronic structure in the presence of a charged impurity.&#160;The design of a hybrid impurity-graphene device, fabricated using controlled deposition of impurities onto a back-gated graphene surface, has enabled several novel methods for controllably tuning graphene&#8217;s electronic properties.1-8 Electrostatic gating enables control of the charge carrier density in graphene and the ability to reversibly tune the charge2 and/or molecular5 states of an impurity. This paper outlines the process of fabricating a gate-tunable graphene device decorated with individual Coulomb impurities for combined STM/STS studies.2-5 These studies provide valuable insights into the underlying physics, as well as signposts for designing hybrid graphene devices.

This paper details the fabrication process of a gate-tunable graphene device, decorated with Coulomb impurities for scanning tunneling microscopy studies. Mapping the spatially dependent electronic structure of graphene in the presence of charged impurities unveils the unique behavior of its relativistic charge carriers in response to a local Coulomb potential.

쿨롱 불순물 스캐닝 터널링 현미경 연구 게이트 - 조정 가능한 그래 핀 장치의 제작

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing in combination with new nanofabrication techniques. A plasmon is a quantum of charge density oscillation that lends nanoscale metals such as gold and silver unique optical properties. In particular, gold and silver nanoparticles exhibit localized surface plasmon resonances-collective charge density oscillations on the surface of the nanoparticle-in the visible spectrum. Here, we focus on the fabrication of periodic arrays of anisotropic plasmonic nanostructures. These half-shell (or nanocup) structures can exhibit additional unique light-bending and polarization-dependent optical properties that simple isotropic nanostructures cannot. Researchers are interested in the fabrication of periodic arrays of nanocups for a wide variety of applications such as low-cost optical devices, surface-enhanced Raman scattering, and tamper indication. We present a scalable technique based on colloidal lithography in which it is possible to easily fabricate large periodic arrays of nanocups using spin-coating and self-assembled commercially available polymeric nanospheres. Electron microscopy and optical spectroscopy from the visible to near-infrared (near-IR) was performed to confirm successful nanocup fabrication. We conclude with a demonstration of the transfer of nanocups to a flexible, conformal adhesive film.

We demonstrate the fabrication of periodic gold nanocup arrays using colloidal lithographic techniques and discuss the importance of nanoplasmonic films.

콜 로이드 리소 그래피를 사용 하 여 정기적 금 Nanocup 배열의 제작

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). Resonant excitation without fluorescence detection &#8211; for example, a differential transmission measurement &#8211; can determine some properties of the emitting system, but does not allow applications or measurements based on the emitted photons. For example, the measurement of photon correlations, observation of the Mollow triplet, and realization of single photon sources all require collection of the fluorescence. Incoherent excitation with fluorescence detection &#8211; for example, above band-gap excitation &#8211; can be used to create single photon sources, but the disturbance of the environment due to the excitation reduces the indistinguishability of the photons. Single photon sources based on QDs will have to be resonantly excited to have high photon indistinguishability, and simultaneous collection of the photons will be necessary to make use of them. We demonstrate a method to resonantly excite a single QD embedded in a planar cavity by coupling the excitation beam into this cavity from the cleaved face of the sample while collecting the fluorescence along the sample&#39;s surface normal direction. By carefully matching the excitation beam to the waveguide mode of the cavity, the excitation light can couple into the cavity and interact with the QD. The scattered photons can couple to the Fabry-Perot mode of the cavity and escape in the surface normal direction. This method allows complete freedom in the detection polarization, but the excitation polarization is restricted by the propagation direction of the excitation beam. The fluorescence from the wetting layer provides a guide to align the collection path with respect to the excitation beam. The orthogonality of the excitation and detection modes enables resonant excitation of a single QD with negligible laser scattering background.

Resonant excitation of a single self-assembled quantum dot can be achieved using an excitation mode orthogonal to the fluorescence collection mode. We demonstrate a method using the waveguide and Fabry-Perot modes of a planar microcavity surrounding the quantum dots. The method allows complete freedom in the detection polarization.

직교 여기 및 탐지를 사용 하 여 평면 캐비티에 InGaAs 양자 점의 공명 형광

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation displays and solid-state lighting technologies. The brightness and efficiency of blue QDs-based light-emitting diodes (LEDs) remain inferior to their red and green counterparts, due to the inherently unfavorable energy levels of different colors of light. To solve these problems, a device structure should be designed to balance the injection holes and electrons into the emissive QD layer. Herein, through a simple autoxidation strategy, pure blue QD-LEDs which are highly bright and efficient are demonstrated, with a structure of ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/QDs/Al:Al2O3. The autoxidized Al:Al2O3 cathode can effectively balance the injected charges and enhance radiative recombination without introducing an additional electron transport layer (ETL). As a result, high color-saturated blue QD-LEDs are achieved with a maximum luminance over 13,000 cd m-2, and a maximum current efficiency of 1.15 cd A-1. The easily controlled autoxidation procedure paves the way for achieving high-performance blue QD-LEDs.

A protocol is presented for fabricating high-performance, pure blue ZnCdS/ZnS-based quantum dots light-emitting diodes by employing an autoxidized aluminum cathode.

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...

Scalable Quantum Integrated Circuits on Superconducting Two-Dimensional Electron Gas Platform

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface between two different materials is necessary. The S-Sm junction with high interface transparency will then facilitate the observation of the induced hard superconducting gap, which is the key requirement to access the topological phases (TPs) and observation of exotic quasiparticles such as Majorana zero modes (MZM) in hybrid systems. A material platform that can support observation of TPs and allows the realization of complex and branched geometries is therefore highly demanding in quantum processing and computing science and technology. Here, we introduce a two-dimensional material system and study the proximity induced superconductivity in semiconducting two-dimensional electron gas (2DEG) that is the basis of a hybrid quantum integrated circuit (QIC). The 2DEG is a 30 nm thick In0.75Ga0.25As quantum well that is buried between two In0.75Al0.25As barriers in a heterostructure. Niobium (Nb) films are used as the superconducting electrodes to form Nb- In0.75Ga0.25As -Nb Josephson junctions (JJs) that are symmetric, planar and ballistic. Two different approaches were used to form the JJs and QICs. The long junctions were fabricated photolithographically, but e-beam lithography was used for short junctions&#8217; fabrication. The coherent quantum transport measurements as a function of temperature in the presence/absence of magnetic field B are discussed. In both device fabrication approaches, the proximity induced superconducting properties were observed in the In0.75Ga0.25As 2DEG. It was found that e-beam lithographically patterned JJs of shorter lengths result in observation of induced superconducting gap at much higher temperature ranges. The results that are reproducible and clean suggesting that the hybrid 2D JJs and QICs based on In0.75Ga0.25As quantum wells could be a promising material platform to realize the real complex and scalable electronic and photonic quantum circuitry and devices.

Quantum integrated circuits (QICs) consisting of array of planar and ballistic Josephson junctions (JJs) based on In0.75Ga0.25As two-dimensional electron gas (2DEG) is demonstrated. Two different methods for fabrication of the two-dimensional (2D) JJs and QICs are discussed followed by the demonstration of quantum transport measurements in sub-Kelvin temperatures.

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface ...

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D materials is still in nascent stages, scientists cannot fully rely on traditional semiconductor techniques for related research. Delicate processes from locating the materials to electrode definition need to be well controlled. In this article, a universal fabrication protocol required in manufacturing nanoscale electronics, such as 2D quasi-heterojunction bipolar transistors (Q-HBT), and 2D back-gated transistors are demonstrated. This protocol includes the determination of material position, electron beam lithography (EBL), metal electrode definition, et al. A step by step narrative of the fabrication procedures for these devices are also presented. Furthermore, results show that each of the fabricated devices has achieved high performance with high repeatability. This work reveals a comprehensive description of process flow for preparing 2D nano-electronics, enables the research groups to access this information, and pave the way toward future electronics.

The article aims to introduce a standard and reliable fabrication procedure for the development of future low dimensional nanoelectronics.

2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device applications. Zinc oxide (ZnO), a semiconductor with a wide bandgap (3.4 eV) and high electron saturation velocity has gained a great deal of attention as an attractive material for high speed devices. Efficient gate modulation, however, requires high-quality Schottky contacts on the barrier layer. In this article, we present our Schottky diode fabrication procedure on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructure with high density 2DEG which is achieved through strain modulation and incorporation of a few percent Be into the MgZnO-based barrier during growth by molecular beam epitaxy (MBE). To achieve high crystalline quality, nearly lattice-matched high-resistivity GaN templates grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) are used as the substrate for the subsequent MBE growth of the oxide layers. To obtain the requisite Zn-polarity, careful surface treatment of GaN templates and control over the VI/II ratio during the growth of low temperature ZnO nucleation layer are utilized. Ti/Au electrodes serve as Ohmic contacts, and Ag electrodes deposited on the O2 plasma pretreated BeMgZnO surface are used for Schottky contacts.

Attainment of high-quality Schottky contacts is imperative for achieving efficient gate modulation in heterostructure field effect transistors (HFETs). We present the fabrication methodology and characteristics of Schottky diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructures with high-density two dimensional electron gas (2DEG), grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on GaN templates.

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...