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中日科學(xué)家研究出新型二維材料半導(dǎo)體量子晶體管

2017-10-25 10:19:40 作者：本網(wǎng)整理來源：新浪新聞分享至：

新華社合肥10月25日電（記者徐海濤）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭國平教授研究組與日本國立材料研究所等機構(gòu)學(xué)者合作，于國際上首次在半導(dǎo)體柔性二維材料體系中實現(xiàn)了全電學(xué)調(diào)控的量子點器件，這種新型半導(dǎo)體量子晶體管為制備柔性量子芯片提供了新途徑。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》子刊《科學(xué)·進展》日前發(fā)表了該成果。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體門控量子點作為一種量子晶體管已經(jīng)成為制備量子芯片的熱門候選體系之一。以石墨烯為代表的二維材料體系成為柔性電子學(xué)、量子電子學(xué)的重點研究對象，但由于其能帶結(jié)構(gòu)、界面缺陷雜質(zhì)等因素，使得二維材料中的量子點無法實現(xiàn)有效的電學(xué)調(diào)控。

基于此，郭國平研究組近期與日本國立材料研究所、日本理化研究所學(xué)者合作，選擇新型二維材料二硫化鉬進行深入研究。他們利用一系列現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝手段，結(jié)合氮化硼封裝技術(shù)，有效減少了量子點結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和缺陷，首次在這類材料中實現(xiàn)了全電學(xué)可控的雙量子點結(jié)構(gòu)。在極低溫下，通過電極電壓，實現(xiàn)了人造原子到人造分子的電學(xué)可控調(diào)制。

該研究揭示了二硫化鉬這種材料中短程缺陷和自旋軌道耦合對電學(xué)輸運性質(zhì)的影響，深入探索了應(yīng)用于半導(dǎo)體量子芯片的可能性，在量子電子學(xué)中具有廣闊應(yīng)用前景。

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