由于超导性突破,新型半导体可以在同一芯片上实现经典计算和量子计算

研究人员相信,他们可以通过这种方法在一块两英寸的晶圆上安装 2500 万个约瑟夫森结(这是量子计算的有用组件)。

来源:LiveScience

在当今的数字时代,硅为王。但与行业中广泛使用的其他半导体一样,硅中通常添加微量其他元素以影响其电子行为,这一过程称为掺杂。

现在,科学家们将掺杂提升到了一个新的水平,用超导体镓取代了锗(一种类似于硅的半导体)中每八个原子中的一个,从而使该材料形成了一种新的超导体,可用于量子计算和传感等技术。

虽然硅是该方法的下一个选择,但锗已在工业中广泛使用,并且与硅极其兼容。研究人员在 10 月 30 日发表在《自然纳米技术》杂志上的一项新研究中概述了他们的方法。

自然纳米技术

“我认为有很多理由对此感到兴奋,”该研究的合著者、纽约大学物理学教授 Javad Shabani 告诉《Live Science》。

贾瓦德·沙巴尼

对半导体进行足够的掺杂以使其具有超导性的想法最初由加州大学伯克利分校和芝加哥大学的名誉教授马文·科恩 (Marvin Cohen) 于 1964 年首次提出。这个想法在 2000 年代和 2010 年代重新流行,当时几个研究小组试图用超导金属轰击硅和锗,看看它们是否能够实现理论上预测的新相,但他们遇到了问题。

1964 年提出

“当你轰击时,你会破坏晶格,”沙巴尼解释道,并补充说,然后你需要将其加热并“退火”,以进行进一步的超导行为实验,因此尚不清楚掺杂原子是否只是简单地形成了超导材料岛,或者是否在被轰击的元素中形成了新的超导相。他和他的团队甚至亲自尝试了这些实验。 “我们只是增加了这个谜题,”他告诉《生活科学》。

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