无外延硅帽层的晶圆形低无序 $^{28}$Si/SiGe 二维电子气

我们通过减压化学气相沉积生长 $^{28}$Si/SiGe 异质结构，并以非外延 Si 帽层终止堆叠，而是通过在 500 {\deg}C 下将 SiGe 势垒暴露于二氯硅烷获得非晶富硅层。结果表明，$^{28}$Si/SiGe 异质结构场效应晶体管具有尖锐的半导体/电介质界面，并在 100 mm 晶圆上支持具有增强且更均匀输运性质的二维电子气。在 T = 1.7 K 下，我们测得高平均迁移率为 (1.8$\pm$0.5)$\times$10$^5$ cm$^2$/Vs，低平均渗流密度为 (9$\pm$1)$\times$10$^{10}$ cm$^{-2}$。根据 T = 190 mK 下 Shubnikov-de Haas 振荡的分析，我们获得长平均单粒子弛豫时间为 (8.1$\pm$0.5) ps，对应于平均量子迁移率与量子能级展宽分别为 (7.5$\pm$0.6)$\times$10$^4$ cm$^{2}$/Vs 与 (40$\pm$3) $\mu$eV，以及小平均 Dingle 比为 (2.3$\pm$0.2)，表明来自长程杂质的散射减少，并为承载高性能自旋量子比特提供了低无序环境。