Para formar um transporte quântico coerente em junções híbridas de supercondutores supercondutores-semicondutores josephson, é necessária a formação da interface homogênea e livre de barreiras entre dois materiais diferentes. Aqui introduzimos uma nova plataforma de material bidimensional, e então estudamos a supercondutividade induzida pela proximidade em arsênio de gás eletrônico bidimensional que é uma base de um circuito híbrido quântico integrado. Para projetar o layout do dispositivo JJ e QIC, primeiro limpe um wafer de arsênio de gálio de lítio com acetona e álcool isopropílico.
Em seguida, seque o dispositivo com gás nitrogênio. Gire o fotoresist em cima do wafer de arsênio de gálio de índio. Asse o dispositivo em uma placa quente por alguns segundos.
Na sequência, coloque uma máscara em um alinhador de máscaras e coloque o dispositivo sob o padrão apropriado. Exponha o dispositivo à luz UV através da máscara fotográfica dos layouts mesa e QIC. Em seguida, desenvolva a resistência no desenvolvedor MF-319 por alguns minutos.
Etch a mesa para atuar como a região ativa colocando o dispositivo em uma solução de água, ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio. Enxágüe o dispositivo com água deionizada por trinta segundos e seque com gás nitrogênio. Agora garanta uma profundidade de gravação de cerca de 150 nanômetros usando um perfil de superfície DEKTAK.
Limpe o dispositivo com acetona e álcool isopropílico. Em seguida, forme a almofada ohmic para fazer contato elétrico entre o metal e o gás eletrônico bidimensional girando fotoresist em cima do dispositivo. Asse o dispositivo em uma placa quente por alguns segundos.
Coloque uma máscara no alinhador da máscara e coloque o dispositivo sob o padrão apropriado. Exponha o dispositivo à luz UV através da máscara fotográfica de padrões ohmicos. Em seguida, desenvolva a resistência no desenvolvedor MF-319 por alguns minutos.
Na sequência, deposite uma fina camada de liga de níquel de germânio de ouro na amostra padrão de resistência em uma máquina de evaporador. Depois de realizar a decolagem em acetona, anneal o dispositivo como 430 graus Celsius por alguns segundos. Gire fotoresist em cima do dispositivo.
Em seguida, asse o dispositivo em uma placa quente por alguns segundos. Gravar uma trincheira de 130 nanômetros no topo da região ativa para formar JJ bidimensionais por padronização fotolitograficamente e gravura molhada em ácido, como descrito anteriormente. Corte o dispositivo em pequenos chips.
Carregue o chip que contém um conjunto de JJ bidimensionais em um porta-chips padrão sem chumbo usando verniz GE. Em seguida, faça os contatos elétricos entre o dispositivo e as almofadas portadoras de chips sem chumbo. Por fim, carregue o dispositivo em um refrigerador de diluição para medições de transporte.
A imagem SEM de uma junção no circuito do Dispositivo 2 é mostrada aqui. A distância entre dois filmes de nióbio em cada lado da junção é de 550 nanômetros no caminho mais curto. A imagem SEM de uma junção do Dispositivo 1, que é fabricado fotolithograficamente, mostra que os dois eletrodos de nióbio são separados por uma distância de 850 nanômetros.
Reflexões normais e andreev em junções híbridas supercondutoras-semicondutores são retratadas aqui. A lacuna supercondutor induzida pela dependência de temperatura com estruturas de lacunas de energia subharmônica pronunciadas, picos e mergulhos para o Dispositivo 1 são mostrados aqui. Na temperatura mais baixa, estruturas de gap de energia subharmônica aparecem com 3 picos e 3 mergulhos.
A evolução da temperatura dos picos e mergulhos devido à supressão da supercondutividade induzida com o aumento da temperatura são mostrados aqui. Todas as características são significativamente dependentes da temperatura, e os picos de lacuna de energia subharmônica mais fortes são observados em 50 milkelvin. A lacuna de supercondução em função da tensão de drenagem de fonte aplicada e temperatura do dispositivo 2 é mostrada aqui.
As medidas de transporte de temperatura e campo magnético do dispositivo 2 não mostram nenhum sinal de oscilações em lacuna ou subsecreção, que são observadas para o Dispositivo 1. A coisa mais importante ao realizar este procedimento é obter o nível H certo para acessar o gás eletrônico bidimensional no dispositivo e formar a nanojunção. Acredito que as junções bidimensionais de Josephson podem ser estudadas com diferentes comprimentos e larguras para investigar o efeito das dimensões das junções na fase topológica da observação.
Esta técnica permite medir centenas de dispositivos quânticos em um refrigerador de geladeira, abrindo caminho para a realização de dispositivos quânticos híbridos escaláveis.
