《重生2014:大國科技之巔》第1143章 量子芯片樣品!(2)

作者:少一尾的九尾貓·2025-05-15

“砷化銦和您研發出來的氧化銅基鉻銀系·室溫超導材料,兩者複合交織而成。”

聽到這個回答,徐川眼眸輕抬起,饒有興趣的看向耿景龍,開口道:“走的半導體-超導異質結構?”

耿景龍點了點頭,咧嘴笑道:“是的!”

“半導體的異質介面對這份材料效能起著至關重要的作用。當砷化銦半導體和室溫超導材料接觸的時候,介面處的能帶彎曲情況極大地影響了接觸(電阻)的性質。”

“其肖特基勢壘會導致不同的電荷密度和電場分佈,控制了整個器件的電學性質和對外界調控的響應。”

“也正是因為如此,它才能夠實現馬約拉納零能模和拓撲量子計算。”

徐川點了點頭,開口問道:“你們是怎麼解決無法對介面處能帶情況以及接觸實現介觀層面的調控這個問題的?”

量子計算機和量子晶片研發進度他一直都有關注,也深入的瞭解過這方面的東西。

半導體-超導異質結構屬於拓撲量子計算機分類下的一種量子晶片,從物理學,或者說凝聚態物理的角度上來說,在這種超導體-半導體異質結中,兩種材料波函式的耦合同樣依賴於介面能帶性質。

因為它決定了波函式的雜化程度以及雜化後的整體效能,比如誘導超導能隙大小、有效朗德g因子大小和自旋軌道耦合強度等。

但這方面有個很大的問題,那就是一直缺乏系統的實驗研究。

原因很簡單,首先是拓撲超導體系理論一直沒構建起來。

而另一個問題便是無法對介面處能帶情況以及接觸實現介觀層面的調控了。

畢竟要實現穩定的馬約拉納零能模和拓撲量子計算,對器件質量要求特別高,器件加工工藝的最佳化是非常重要的,尤其是超導-半導體的介面控制。

最早發現馬約拉納零能模跡象的複合量子器件,其製備涉及非原位的加工工藝(可稱為第一代)。

它是先用刻蝕去除氧化層、而後進行金屬沉積。然而,這種方法往往會導致一個小而軟的誘導超導能隙,容易帶來準粒子中毒,影響拓撲保護和探測馬約拉納零能模。

隨後為了誘導更好的超導能隙,催生了第二代製備工藝,包括分子束原位外延生長和結合氫清潔的特定shadow wall技術。

但兩者都不能與微加工光刻技術完全相容,靈活度不夠。

因此研發馬約拉納零能模跡象的複合量子器件需開發一種相容微加工光刻技術的通用方法。

即做到實現原子層銜接的高質量異質介面和能帶彎曲的調節,又足夠的靈活或者說批次工業化生產。

聽到這個問題,耿景龍笑著開口道:“這個問題是聯合華科院半導體研究所趙建華研究員、潘東研究員一起完成的。”

微微停頓了一下,他接著道::“我們先透過實驗測量出了完整拓撲相圖,並且看到了可能與馬約拉納零能模的粒子-空穴對稱性相關的跡象。”

“然後將“馬約拉納島”嵌入到超導干涉環中,由超導電流讀出宇稱的資訊,構築出拓撲量子位元提供了‘讀出方式’,繼而在這個基礎上透過超算搭建出器件加工互聯絡統,透過‘氬氣刻蝕’來確保精度。”

聞言,徐川若有所思的點點頭。

川海材料研究所這邊的研究方式,或者說國內科研領域多多少少受到了一些他的影響。

尤其是材料領域這一塊,以前的國內的材料研發通常主要依賴於經驗和實驗的“試錯法”。

這種方法雖然這種方法耗時長、效率低,但它幫助科學家積累了大量關於材料效能與行為的基礎資料。

而且存在研發效率低、成本高等瓶頸問題,難以滿足高新技術和高階裝備對新材料迭代發展的需求。

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