基于单晶铜薄膜的纳米器件中的弹道输运

在弹道输运中，带电载流子的运动基本上不受散射事件的阻碍。在此极限下，晶体动量、自旋和量子相位等微观参数得到很好的守恒，使电子能够在更长的距离上保持其量子相干性。碳纳米管、石墨烯和纳米线等纳米材料表现出弹道输运。然而，它们在器件中的可扩展性受到显著限制。虽然沉积金属薄膜为纳米器件提供了出色的可扩展性，但由于其电子平均自由程较短，在这些薄膜中实现弹道输运构成了一项挑战。在此，我们研究了由 90 纳米厚、无晶界的铜薄膜制成的十字几何结构器件中的电子输运。通过测量负弯曲电阻，我们在 85 K 以下、沟道宽度小于 150 纳米的器件中观察到了弹道输运。我们的发现将为探究铜的本征量子特性，以及在半导体器件中实现可扩展的低损耗信号传输和高质量互连开辟机会。