通过舰队铅作家舰队博士学生Yonatan Ashlea Alava(UNSW)学分:舰队“生长”电子元件直接上半导体块避免凌乱,嘈杂的氧化散射减缓和阻碍电子操作
联合国本月SW学习表明,由此产生的高迁移率分量是高频,超小型电子设备,量子点的理想候选,并且对于量子计算中的Qubit应用
更小的意味着更快,但也是诺萨克电脑更快地需要较小的晶体管,这些电子元件现在只有少数纳米尺寸
(在现代智能手机的邮票大小的中央芯片中,大约12亿晶体管
然而,在较小的设备中,电子流过的通道必须非常接近半导体和用于转动晶体管的金属栅极接通和关闭的金属栅极
不可避免的表面氧化和其他表面污染物引起了不奉承的流过通道的电子散射,并且还导致量子装置特别有问题和噪声,对于量子器件特别有问题
“”在新的工作中,我们创造了作为一部分生长的超薄金属栅极的晶体管防止半导体晶体,防止与半导体表面氧化相关的问题,“铅作者Yonatan Ashlea Alava”“我们已经证明了这种新设计从表面缺陷的大大减少了不需要的影响,并显示了纳米级量子点接触表现出比使用常规方法制造的装置显着降低的噪音,“尤纳坦说,劳坦pH
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学生
”这种新的所有单晶设计将是非常适合制作超小elEctronic器件,量子点和QUBBit应用程序,“评论组领导者Alex Hamilton在UNSW
特写镜头:在UNSW中构建和研究的异性结构装置
学分:舰队挑战:舰队:电子散射限制高频成分半导体器件是现代电子的钉场效应晶体管(FET)是消费电子,计算机和电信设备的构建块之一
高电子 - 迁移率晶体管(HEMTS)是与不同的带隙相结合的两个半导体的场效应晶体管(即,它们是“异质结构”),并且广泛用于大功率,高频应用,如手机,雷达,无线电和卫星通信
这些器件经过优化,以具有高导电性(与传统的MOSFET器件相比)提供更低的设备噪声并实现更高的频率操作
改善这些器件内的电子传导应该直接改善在关键应用中的装置性能
寻求越来越小的电子设备的任务要求HEMT的导通通道靠近设备的表面接近
具有挑战性的部分,多年来已经陷入了困扰许多研究人员,其根在简单的电子传输理论中:当电子以固体行进时,由于环境不可避免的杂质/电荷导致的静电力导致电子轨迹偏离原始路径:所以称为“电子散射”过程
更易于散射事件,对于在固体中行进的电子越困难,因此导电率越低,半导体表面通常具有高水平由不满足的化学键捕获的不需要的化学键 - 或“悬垂” - 表面原子的键,该表面电荷引起通道中的电子散射并减少了器件导电性
,当导电通道是b时靠近表面,HEMT升高的性能/导电率快速
此外,表面电荷会产生局部电位波动,除了降低导电性,导致敏感装置(如量子点接触)的电荷噪声并且量子点
新的异质结构装置的电学表征明显降低了表面电荷散射,并且电导率的显着改善
学分:舰队解决方案:生长开关门首先减少散射突出剑桥大学的晶圆种植者,联合国UNSW悉尼的团队表明,与表面充电相关的问题可以是Eliminat通过在从生长室中除去晶片之前生长外延铝栅极
“”我们通过在UNSW的实验室中通过表征测量证实了性能改善,“联合作者博士黛西王
该团队比较了在两个晶片上制造的浅缘,其具有几乎相同的结构和生长条件 - 一种具有外延铝栅极,以及沉积在氧化铝电介质上的前原位金属栅极
它们表征了使用低温传输测量的装置,并显示外延栅极设计大大减少了表面电荷散射,最多2的电导率增加
它们也显示出来外延铝浇口可以图案化以使纳米结构
[1图23是使用所提出的结构制造的量子点触点显示出稳健和可再现的1D电导量化,具有极低的电荷噪声
超浅晶片中的高导电性,以及结构可再现的纳米结构的兼容性设备制造表明,MBE-生长的铝门控晶片是制造超小型电子设备,量子点和Qubit应用的理想候选者
“”高电子移动和低噪声量子点接触在超浅层中“全外延金属浇口GaAs / Alxga1-Xas异质结构“于2021年8月在应用的物理信中公布
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