by FLEET 左图:晶圆结构–未掺杂(顶部)和n型掺杂(底部)
右图:未掺杂晶片上的完整器件和电子显微镜图像
信用:FLEET 一项由UNSW领导的合作发现，消除量子电子器件中的随机掺杂显著提高了它们的再现性——这是量子信息处理和自旋电子学等未来应用的关键要求
量子再现性挑战 制造量子器件的挑战是，直到现在，还不可能制造出两个表现出相同性能特征的量子晶体管
虽然这些设备在物理上看起来是相同的，但是它们的电气性能在不同的设备之间会有很大的差异
这使得将多个量子组件集成到一个完整的量子电路中具有挑战性
在这项由UNSW领导的新研究中，研究人员表明，问题来自量子器件中掺杂剂的随机空间位置
使半导体导电的传统方法是用另一种元素化学掺杂它
例如，在硅中加入极少量的磷原子会产生过量的自由电子，使电流得以流动 但是在纳米级量子器件中，这些掺杂剂的随机定位意味着没有两种器件表现出相同的特性
UNSW领导的团队与剑桥大学的合作者合作，展示了完全去除掺杂剂可以显著提高量子器件的可重复性
主要作者阿什温·斯里尼瓦桑评论说:“与传统的掺杂器件相比，新方法使未掺杂的量子点接触晶体管的电增益均匀了三倍
" 悉尼UNSW量子设备实验室的负责人汉密尔顿教授说:“我们曾怀疑去除随机掺杂会提高设备的再现性，但结果比我们预期的要好得多
阿什温制造了九个器件，所有器件都显示出相同的量子特性和电学性能
我以前从未见过这样的事情
这项工作表明，可以重复制造量子器件
" 用完全未掺杂的结构改善量子器件的再现性发表在《应用物理快报》上
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