يقوم الباحثون بإنشاء مادة شبه موصلة من الجرمانيوم فائقة التوصيل باستخدام تقنيات تصنيع الرقائق القياسية – يوضح النموذج الأولي ملايين الوصلات فائقة التوصيل على رقاقة بقياس 2 بوصة
أظهر الباحثون في جامعة نيويورك وجامعة كوينزلاند الموصلية الفائقة في الجرمانيوم الفوقي المخدر بالجاليوم، والتي تم تصنيعها باستخدام أدوات أشباه الموصلات المتوافقة مع معايير الصناعة. تتحول المادة الجديدة إلى حالة فائقة التوصيل أقل من 3.5 كلفن وتدعم مصفوفات وصلات جوزيفسون الكثيفة ذات الحجم الرقاق، وهي لبنة بناء مهمة لدوائر الترددات الراديوية الكمومية والمبردة.
يوضح النموذج الأولي للفريق الملايين من الوصلات فائقة التوصيل المدمجة في رقاقة واحدة بقياس 2 بوصة. تم تعريف الوصلات بطريقة الطباعة الحجرية وتمييزها كهربائيًا عند درجات حرارة منخفضة، مما يؤكد سلوك التوصيل الفائق وكثافات التيار العملية لتكامل الجهاز.
تعتمد العملية على تنضيد الشعاع الجزيئي لتنمية أغشية الجرمانيوم فائقة النظافة باستخدام منشطات الغاليوم التي يتم إدخالها مباشرة في مواقع الشبكة البديلة. عند تركيزات المنشطات العالية بما فيه الكفاية، تخضع الأفلام لمرحلة انتقالية فائقة التوصيل. والأهم من ذلك، أن الواجهة تظل فوقية وخالية من الطبقات البينية المضطربة، والتي من المعروف أنها تؤدي إلى انخفاض أداء الوصلات في الأكوام الهجينة.
يمثل هذا العمل تحولًا كبيرًا من الموصلات الفائقة ذات الطبقات الصغيرة إلى التكامل على مستوى الرقاقة القابلة للتطوير على ركائز من فئة أشباه الموصلات. ونظرًا لأن أفلام Ge المخدرة يتم زراعتها باستخدام نفس التقنيات الفوقية المستخدمة في إنتاج أشباه الموصلات المركبة وإنتاج CMOS المبرد، فيجب أن تكون المنصة متوافقة نظريًا مع سير عمل المسبك الحالي.
تعتمد مصفوفات الكيوبت فائقة التوصيل والواجهات الأمامية للميكروويف المبردة اليوم على خطوات التعبئة المعقدة لدمج منطق التحكم شبه الموصل مع الوصلات البينية فائقة التوصيل. يؤدي دمج كلا المجالين في حزمة متجانسة إلى إزالة الاختناقات الرئيسية في السعة الطفيلية، والتثبيت الحراري، وموثوقية التوصيل البيني، والتي تحد حاليًا من الأداء في الأنظمة الكمومية عالية الكثافة.
يؤكد الباحثون أيضًا على توحيد تصنيع الوصلات، مما يُظهر كثافات تيار حرجة متسقة للغاية عبر مناطق واسعة. في حين أن درجة الحرارة الانتقالية تظل شديدة البرودة، فإن التحول في قابلية التصنيع يفتح الباب أمام انتشار أوسع في الحوسبة الكمومية، والكشف منخفض الضوضاء، وتطبيقات الترددات الراديوية المبردة الفضائية.
في الوقت الحالي، يتحول التركيز إلى الرقاقات الأكبر حجمًا، وإمكانية التكاثر عبر عقد التصنيع، والاقتران بين أفلام Ge فائقة التوصيل والمنطق التقليدي الموجود على الرقاقة. إذا أكدت أعمال المتابعة هذه الخصائص، فقد تقدم شركة Ge فائقة التوصيل طريقًا عمليًا لوصلات كمومية قابلة للتطوير.
احصل على أفضل أخبار Tom's Hardware والمراجعات المتعمقة، مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
يتبع أجهزة توم على أخبار جوجل، أو أضفنا كمصدر مفضل، للحصول على آخر الأخبار والتحليلات والمراجعات في خلاصاتك.
التعليقات