오늘 Nano Letters에 게재된 연구에서 IBM 과학자들이 실리콘에 집적된 InAs III-V 반도체 나노와이어를 통해 전자를 성공적으로 안내해 최초로 탄도 수송을 달성했습니다. 이 이정표는 미래 고성능 컴퓨팅 시스템에 통합될 차세대 양자 와이어 장치의 기초를 마련합니다.
요하네스 고스 박사, 제1저자이자 IBM 과학자가 상세 Q&A로 이 작업의 중요성을 설명합니다.
JG: 원자 스케일에서 미사일을 쏘는 것과 비슷합니다. 전자가 한 컨택트에서 반대 컨택트로 산란 없이 이동하며 에너지, 운동량, 스핀 등 완전한 양자 상태를 보존합니다. 도전은 기하학적으로 정밀하고 내부 산란체가 없는 나노와이어를 제작하는 것입니다. IBM 취리히에서 개발한 템플릿 보조 선택적 에피택시(TASE) 공정이 처음으로 그 수준의 제어를 제공합니다.
JG: 광학이나 초전도 플랫폼과 달리 우리 기술은 확장 가능하고 표준 CMOS 공정과 완전히 호환되어 산업 배치에 매력적입니다.
JG: 탄도 연결은 고전적으로 연결된 시스템에 비해 계산 상태 공간을 극적으로 확장합니다. 우리 나노와이어를 초전도체와 결합하면 위상적으로 보호된 내결함성 양자 컴퓨팅이 가능해집니다. 범용 양자 컴퓨터에 필수적 이점입니다.
JG: 네, 우리 장치는 기존 CMOS 워크플로에 원활하게 통합됩니다. 다음 단계는 교차 접합 기능화 – 마요라나 브레이딩과 양자닷을 위한 초전도 하이브리드 추가 – 로 완전 작동 양자 회로 구축입니다.
탄도 1차원 InAs 나노와이어 교차 접합 상호연결, Johannes Gooth, Mattias Borg, Heinz Schmid, Vanessa Schaller, Stephan Wirths, Kirsten E Moselund, Mathieu Luisier, Siegfried Karg, Heike Riel, Nano Letters, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00400, 웹 게재일: 2017년 3월 23일
나노물질
초록 위상 반도체 나노와이어에 존재하는 마요라나 결합 상태(MBS)와 좌우 비자성 전극에 연결된 양자점(QD)으로 구성된 하이브리드 장치에서의 열전 효과를 이론적으로 연구합니다. 좌우 전극은 서로 다른 온도로 유지됩니다. QD 내 전자-전자 쿨롱 상호작용은 비평형 그린 함수 기법으로 고려합니다. 열전력(제벡 계수)의 부호 변화가 QD-MBS 혼성화 강도, 나노와이어 양단 MBS 간 직접 중첩, 시스템 온도 변화에 따라 발생함을 발견했습니다. 이는 MBS 검출에 유용합니다. QD에 제만 분열이나 자성 전극이 없음에도 불구하고, 마요라
초록 NiFe 합금과 NiFe/Cu 다층 나노와이어(NW) 네트워크를 템플릿 보조 전기화학 합성법으로 성장시켰습니다. NiFe 합금 NW 네트워크는 큰 열전력을 보이며, 이는 다층 NW 구조의 수직-평면 전류(CPP) 기하학에서 크게 보존됩니다. 다층 NiFe/Cu NW에서 거대 자기열전력(MTP) 효과 입증: 300 K에서 25%, 100 K 부근에서 60% 도달. 상온에서 큰 스핀 의존 제벡 계수 -12.3 μV/K 획득. 큰 MTP 효과는 NW 네트워크 기반 유연 소자에서 자기적 접근으로 열전 특성 제어 가능함 보여줍니다.
