用于量子器件的纯相超薄InAs-Al纳米线的原位外延生长

具有均匀无缺陷晶体界面的混合半导体-超导体InAs-Al纳米线是寻找马约拉纳零模（MZMs）中最有前景的候选之一。然而，InAs纳米线常呈现高密度随机分布的孪晶缺陷和堆垛层错，导致不可控且不均匀的InAs-Al界面。此外，此类无序会在纳米线中造成电势不均匀，破坏拓扑能隙，并在输运实验中形成模仿MZM的平庸子能隙态。进一步研究表明，减小生长中InAs纳米线直径可显著抑制这些缺陷和堆垛层错的形成。在此，我们展示了通过分子束外延原位生长具有外延Al膜的超薄InAs纳米线。我们的InAs直径（约30 nm）仅为文献中常用直径（约100 nm）的三分之一。超薄InAs纳米线在不同生长方向下均为纯相晶体，表明无序水平低。透射电子显微镜确认了Al壳层与InAs线之间原子级尖锐且均匀的界面。对这些器件的量子输运研究在零磁场下分辨出硬诱导超导能隙和$2e^-$周期的库仑阻塞，这是未来MZM实验的必要步骤。观测到一个大的零偏压电导峰，峰值高度达到$2e^2/h$的80%。