本文报道了在分子束外延中,利用28 Si和70 Ge源材料,在无核自旋环境中实现二维电子系统的顶选通。在核自旋自由材料中,电子自旋退相干被期望最小化,使它们成为基于固态的量子信息处理设备的有希望的宿主。二维电子系统表现出的迁移率为18000 cm 2/Vs在4.6E11 cm-2的片载流子密度在低温下。通过钯肖特基顶栅实现的分裂栅结构,有效地控制下面的二维电子系统的运输证明了可靠的门控的可行性。我们的工作为在核自旋自由环境中实现静电定义的量子点奠定了基础。
英文摘要:
We report on the realization and top-gating of a two-dimensional electron system in a nuclear spin free environment using 28Si and 70Ge source material in molecular beam epitaxy. Electron spin decoherence is expected to be minimized in nuclear spin-free materials, making them promising hosts for solid-state based quantum information processing devices. The two-dimensional electron system exhibits a mobility of 18000 cm2/Vs at a sheet carrier density of 4.6E11 cm-2 at low temperatures. Feasibility of reliable gating is demonstrated by transport through split-gate structures realized with palladium Schottky top-gates which effectively control the two-dimensional electron system underneath. Our work forms the basis for the realization of an electrostatically defined quantum dot in a nuclear spin free environment.
Active Noise Reduction in Si/SiGe Gated Quantum Dots
Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram(印度科学教育研究所特里凡得琅分校);Christian-Albrechts-Universität zu Kiel(基尔大学);Universität Hamburg(汉堡大学);Universität Regensburg(雷根斯堡大学)
Modulation of the high mobility two-dimensional electrons in Si/SiGe using atomic-layer-deposited gate dielectric
在Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$异质结构上制造了使用原子层沉积(ALD)Al $_2$ O $_3$作为栅极电介质的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。应变Si量子阱中的二维电子系统(2DES)的低温载流子密度可以从2.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$可控地调谐到4.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$,实际上没有任何栅极漏电流。磁输运数据显示,均匀耗尽的2DES下的栅极偏置。ALD介质的垂直调制特性优于肖特基势垒和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的SiO $_2$介质。
Electron transport in Si/SiGe modulation-doped heterostructures using Monte Carlo simulation
用蒙特卡罗模拟研究了拉伸应变Si 1-xGex/Si/Si 1-xGex异质结构中二维气体的电子输运.首先研究了非栅调制掺杂结构中的电子迁移率。在较宽的电子密度范围内,计算结果与实验结果吻合得很好.迁移率通常在高掺杂结构中的1100 cm 2/Vs和低电子密度下的2800 cm 2/Vs之间变化。的迁移率被证明是显着影响的间隔层的厚度分离的应变Si沟道的脉冲掺杂的供应层。在此基础上,研究了寄生路径贡献可以忽略的栅控调制掺杂结构中的电子输运。的迁移率被证明是高于可比ungated结构和依赖于栅极电压,作为远程杂质屏蔽的电子密度依赖的结果。
Gate Dispersive Charge Detection in Ge/SiGe Quantum Dots
The University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学斯图尔特·布拉森量子物质研究所);Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学QuTech与卡弗里纳米科学研究所);Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系)
Contact-Barrier Free, High Mobility, Dual-Gated Junctionless Transistor Using Tellurium Nanowire
栅环纳米线晶体管由于其极强的静电控制和垂直集成能力,是一个非常有前途的候选人亚5纳米技术节点。特别地,由于避免了通过离子注入形成陡峭的源极/漏极结,无结纳米线晶体管是高度可缩放的,具有降低的可变性。在这里,我们展示了一个双栅无结纳米线\emph{p}型场效应晶体管使用碲纳米线作为沟道。由于纳米线的独特的螺旋晶体结构,加上悬挂键的自由,高品质的hBN栅极电介质的集成的悬挂键自由的表面,使我们能够实现在270 K的$570\,\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$的声子限制的场效应空穴迁移率,这是远远高于国家的最先进的应变硅空穴迁移率。通过降低温度,迁移率增加到$1390\,\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$,并且主要受到库仑散射的限制。\txc{The combination of an electron affinity of $\sim$4 eV and a small bandgap of tellurium provides zero Schottky barrier height for hole injection at the metal-contact interface},其对于在高度缩放的晶体管中减小接触电阻是显著的。利用这些属性,再加上双栅极操作,我们实现了$216\,\mathrm{μA/μm}$的高驱动电流,同时保持超过$2\ti…