Nature：将分子束外延应用于设计纳米线量子器件

daoke 7年前 (2017-08-25) 4144浏览

【引言】

半导体纳米线因其优秀特性而广泛用于微电子，光电子，光伏电等方面，是制备各种低维量子器件的理想材料。特别是当强自旋轨道耦合的半导体纳米线与超导体接触时，会出现以非阿贝尔准粒子(如任意子)为主的物质的拓扑相。为了充分发挥非阿贝尔任意子（拓扑量子计算的关键要素）的潜力，需要在控制良好的编织操作中进行交换，而用于编织的基本硬件则是与超导岛耦合的结晶纳米线网络。

【成果简介】

近日，荷兰代尔夫特理工大学、埃因霍芬理工大学的Erik P. A. M. Bakkers（通讯作者）等人在Nature上发表了题为“Epitaxy of advanced nanowire quantum devices”的文章。在这篇文章中，作者介绍了一种自下而上合成单晶InSb纳米线网络的技术，并特别关注具有预定义数量的超导岛屿的纳米线网络。结构分析可证实纳米线结高质量的结晶度与外延超导体-半导体界面的存在。纳米线“标签”的量子传输测量揭示的阿哈罗诺夫-玻姆效应和弱-反定位效应，证实了具有强自旋轨道耦合的相位相干系统。此外，在这种混合超导-半导体纳米线中，还表现出一种近端诱导的硬超导间隙，表明研究者成功开发了第一编织实验所需的材料。这项工作为实现在量子器件各关键部件极具应用潜力的外延三维量子结构的制备开辟了新的途径。

【图文导读】

图一：InSb纳米线网络的确定性增长