选择性区域超导体外延生长至弹道半导体纳米线
介观与纳米尺度物理
2018-09-12 v3
摘要
诸如 InAs 和 InSb 的半导体纳米线是研究 Majorana 零模及演示与拓扑量子计算相关的非阿贝尔粒子交换的极具前景的材料。尽管已有纳米线中 Majorana 束缚态的证据，但这些实验大多存在显著的 disorder。特别是，超导体与纳米线之间的界面不均匀性被强烈认为是造成 disorder 以及混合半导体-超导体系统隧穿研究中普遍存在的软超导能隙的主要原因。此外，纳米线系统中缺乏弹道输运会产生模仿 Majorana 特征的束缚态。我们通过开发 Al 对 InSb 纳米线的选择性区域外延技术解决了这些问题，该技术也适用于其他纳米线和超导体。外延 InSb-Al 器件普遍具有硬超导能隙，并表现出弹道一维超导性及单模态区域中近完美的超流传输，这是工程化与控制一维拓扑超导的必要条件。此外，我们证明了使用选择性区域外延制备的外延 InSb-Al 超导岛器件——基于 Majorana 的量子计算应用的构建模块——可实现微米尺度的弹道一维输运。我们的结果为开发用于量子器件应用的弹道超导电子学网络铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1803.07620,
title = {Selective Area Superconductor Epitaxy to Ballistic Semiconductor Nanowires},
author = {S. T. Gill and J. Damasco and B. E. Janicek and M. S. Durkin and V. Humbert and S. Gazibegovic and D. Car and E. P. A. M. Bakkers and P. Y. Huang and N. Mason},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.07620},
year = {2018}
}