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 量子光学

量子光学

显微镜画出量子电路

英国剑桥大学的物理学家已经开发出一种使用原子力显微镜制造量子电子设备的新方法。该技术被称为可擦除静电光刻技术,使研究人员可以在实验过程中创建和更改量子器件和电路。–迄今为止尚无法实现的壮举。可擦式光刻技术可用于实验中研究量子现象,也可为固态量子计算机的制造提供一种途径(R Crook 等。 2003 性质 424 751).

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Rolf Crook及其同事使用原子力显微镜定义了量子电子组件–例如量子线和点–在砷化镓晶片的表面上。显微镜的尖端,偏向–6 volts, “drew”表面上的电荷模式,这些模式耗尽了二维电子“sheet”表面下方的砷化铝镓铝层中的电子数量(见图)。实验在20 mK下进行。

该技术使团队可以调整组件的属性(例如大小和形状),并将各个组件链接到更复杂的电路中。可以通过将笔尖偏置到+3伏特再次遍历它们来擦除图案,或者可以通过用红光照射整个表面来擦除图案。

“可擦静电光刻(EEL)的最令人兴奋的功能是在实验过程中完全自由地更改设备的几何形状,” Crook told 物理网 . “例如,我们可以将量子点的形状从正方形更改为三角形,因为EEL是在与测量相同的低温高真空环境中执行的。使用任何其他光刻技术根本不可能做到这一点。”剑桥团队现在计划使用较小的探针或将电子片移近表面来提高该技术的分辨率,并研究诸如量子退相干和量子点中的分形之类的现象。

Crook及其同事还相信,EEL可用于制造基于量子点阵列的量子计算机。“量子计算机需要几乎相同的量子点的阵列,” he said, “但是固有的材料缺陷使得很难看到如何使用常规技术(例如电子束光刻)来实现这一目标。可擦除静电光刻将极大地简化这种装置的制造。”

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