Si/SiGe 膜的制造、表征与机械应力

Si/SiGe异质结构在bulk Si基板上已被证明可作为高保真电子自旋量子比特的平台。然而，构建可扩展的量子处理器将受益于进一步提高关键材料特性，如谷 valleys 分裂度的改进。对应变场和垂直电场 $\mathcal{E}_z$ 的灵活控制可能对于在合金无序情况下实现谷 valleys 分裂度的提升具有决定性作用。我们设想将Si/SiGe膜作为一种灵活的科学平台，用于探讨迄今在传统Si/SiGe异质结构中仍然难以捕捉的区间谷散射机制，这些机制可能产生有利的谷 valleys 分裂分布。本文报道了从两种不同异质结构中制造局部刻蚀、悬挂SiGe/Si/SiGe膜的工艺，并将其应用于实现基于膜的量子比特搬运器，用于未来的谷 valleys 映射实验。膜厚度在微米范围内，并且可以进行金属化以形成背栅电极，以实现对电场的扩展控制。为了探测其弹性特性，膜在室温下通过使用profilometer stylus施加应力。我们区分了线性弹性模式和buckling模式，每种模式都提供了将应变耦合到自旋量子比特的机制。