原子级定义硅隧穿结的三维调控
介观与纳米尺度物理
2022-11-07 v1
摘要
量子信息处理器的一个要求是器件内隧穿速率和交换相互作用能量的原位可调性。硅中原子量子比特的大能级分离非常适合量子比特操作，但限制了使用面内栅极架构的器件可调性，需要垂直分离的顶部栅极来控制器件内的隧穿。在本文中，我们解决了 Si:P 中最简单隧穿器件——隧穿结的控制问题。我们在此证明，通过使用与结以 ±5nm 精度对齐的垂直分离顶栅，我们可以调谐其电导。我们表明，单片三维外延顶栅相比面内栅极将电容耦合提高了 3 倍，从而实现 0–186 meV 的隧穿势垒高度可调性。通过将多个栅控结串联，我们将单片三维栅极技术扩展为实现包括 AND 和 OR 门在内的纳米级逻辑电路。
引用
@article{arxiv.2211.02180,
title = {3-Dimensional Tuning of an Atomically Defined Silicon Tunnel Junction},
author = {Matthew B. Donnelly and Joris G. Keizer and Yousun Chung and Michelle Y. Simmons},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02180},
year = {2022}
}