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分子束外延生长的浅Ge量子阱的生长优化

材料科学 2026-06-30 v1
作者: J. T. Dong , J. P. Thompson , R. Card , K. Sardashti , C. J. K. Richardson
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摘要

浅应变 Ge 量子阱近期因实现可扩展、高性能的混合超导/半导体量子比特而备受关注。外延超导接触可以提高超导体/半导体界面的质量与一致性。因此，通过分子束外延生长 Ge 量子阱因易于与外延超导体生长集成而备受关注。然而，通过分子束外延（MBE）生长的 Ge 量子阱的性能一直受到限制。为了改善 MBE 生长的 Ge 量子阱的性质，我们对其生长条件进行了系统优化。利用厚缓冲层消除了某些缺陷，并找到了最佳生长温度。在 22 nm 深的 Ge 量子阱中，2 K 下获得了 105,000 cm\textsuperscript{2}/Vs 的峰值空穴迁移率，表明本研究生长的 Ge 量子阱代表了浅 MBE 生长样品中的最高迁移率。迁移率建模表明，通过生长温度优化带来的迁移率提升可能源于界面粗糙度散射的降低，并且通过改善表面钝化有望进一步提升迁移率。

关键词

Ge 量子阱 分子束外延 浅应变量子阱 超导/半导体量子比特 空穴迁移率

引用

@article{arxiv.2606.31540,
  title  = {Growth optimization of shallow Ge quantum wells grown by molecular beam epitaxy},
  author = {J. T. Dong and J. P. Thompson and R. Card and K. Sardashti and C. J. K. Richardson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.31540},
  year   = {2026}
}