Новые ворота

Особенность от 19 июля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Ингрид Фаделли, Tech Xplore

Титанат стронция (SrTiO3), оксид стронция и титана со структурой перовскита, обладает многими полезными свойствами, включая спин-орбитальную связь, электрическую перестраиваемость и нетрадиционную сверхпроводимость. По сравнению со сверхпроводимостью обычных металлов, таких как алюминий или ниобий, сверхпроводимость SrTiO3 сохраняется при низких плотностях электронов, при которых ею можно управлять с помощью приложения электрического напряжения.

Уникальные свойства SrTiO3 делают его перспективным материалом для развития квантовых технологий. Однако разработка этих устройств до сих пор оказалась довольно сложной задачей из-за высокого уровня беспорядка в наноструктурах SrTiO3.

Исследователи из Стэнфордского университета, Национальной ускорительной лаборатории SLAC и других институтов недавно создали новые устройства с перестраиваемым затвором на основе SrTiO3, которые демонстрируют высокую подвижность электронов. Эти устройства, представленные в статье, опубликованной в журнале Nature Electronics, могут переносить квантованный заряд, что может иметь ценное значение для развития квантовой технологии на основе SrTiO3.

«Мы хотели научиться создавать узкие каналы нанометрового размера в SrTiO3», — рассказал Tech Xplore Евгений Михеев, один из исследователей, проводивших исследование. «Этот материал интересен как с технологической, так и с научной точки зрения из-за его необычной сверхпроводимости, которой при низких плотностях можно управлять, прикладывая напряжение к контактам затвора внутри транзистороподобных структур.

«Наша главная цель заключалась в том, чтобы сделать устройства с достаточно низким количеством дефектов и примесей («беспорядок»), чтобы попасть в режим, когда электроны баллистически протекают через узкое сужение, не сталкиваясь с дефектами. В очень чистых образцах это может привести к квантованию заряда. транспорт через дискретные баллистические каналы. Это ясно видно по ступенькам между плато в данных по электропроводности, показанных в нашей статье».

Устройства, созданные Михеевым и его коллегами, имеют уникальную конструкцию, тщательно изученную и позволяющую осуществлять перенос квантованного заряда по дискретным баллистическим каналам. Они основаны на двумерных электронных газовых каналах SrTiO3 и затворе ионной жидкости, разделенных тонким барьерным слоем оксида гафния.

«Наше исследование основано на двух предыдущих работах группы Дэвида Гольдхабера-Гордона», — пояснил Михеев. «Первая — это моя предыдущая статья, опубликованная в 2021 году, в которой мы сообщили об узком сужении в титанате стронция. Она была получена путем создания двумерного электронного газа на поверхности SrTiO3 с помощью метода, называемого вентилированием ионной жидкости. Ионная жидкость локально». «затененный» из титаната стронция с наноструктурным контактом затвора, создающий сужение. Аспект, который мы хотели улучшить в этом исследовании, заключался в уменьшении беспорядка».