OFweek电子工程网讯 近来,《Science》子刊《Science Advances》上宣布的一篇论文称,研讨团队开发了一种能够窥视硅晶体内部构造的非侵入性成像技能。这很有也许变成测验惯例硅基芯片的有用办法,且也许为下一代的量子核算技能奠定根底。

这支来自奥地利林茨大学、伦敦大学学院、苏黎世联邦理工学院和瑞士洛桑联邦理工学院的世界团队将现有老练的显微技能——扫描微波显微镜(Scanning Microwave Microscopy, SMM)运用到对硅芯片中人工掺入杂质的检查傍边,全部成像进程不会对芯片发生任何危害(半导体中会被掺入杂质来增强其导电和光学性质)。

量子核算技能再获神器 科学家开发出新的成像技能

图丨磷-硅资料成像

扫描微波显微镜在生物细胞和新资料方面有广泛应用,其间包含石墨和其它半导体资料。它的作业原理联系了原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)和矢量网络分析仪 (Vector Network Analyzer, VNA)——二者别离有丈量样品特定有些的纳米探针,以及往探针上传输的微波信号的设备。该信号会在样本中反射,并回到矢量网络分析仪中进行核算,最终整套仪器会反应样本的三维图画和电学性质。

研讨者运用扫描微波显微镜扫描样本,详细勘探了硅晶表层下成必定规则摆放的磷原子的电学性质。在这一办法下,研讨者成功检查了在外表4-15纳米之下的1900-4200个严密摆放的原子。

当然,比如二次离子质谱分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS)之类的技能也能够用于检查半导体中人工参入的杂质,可是扫描微波显微镜的首要优势是,它不会对样本有任何损坏。

在 IEEE Spectrum 的一个邮件采访中,本试验的领导者、奥地利林茨大学的 Georg Gramse 表明:“从对硅芯片扫描的新技能中,咱们能预见到对全球职业的潜在冲击。由于在芯片集成电路越来越小的情况下,丈量进程现已变得无比艰难且消耗时刻,并且也许会损坏芯片自身。”

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图丨SMM和VNA对资料的丈量成果

除了对硅基芯片的一系列影响,Gramse信任,这项技能也许对将来的磷-硅量子核算机的制作技能做出奉献。

与经典核算机根据晶体管(晶体管的开关对应二进制的0和1)的作业原理不一样,量子核算经过既能够代表0又能够代表1的量子比特处理数据。

四年前,大家开端用制作传统核算机的硅资料制作量子核算机,但难点在于硅晶体中磷原子的植入,而磷原子的自旋恰是量子比特承载体。

新的成像技能对磷-硅量子核算机的完成奠定了根底,由于大家能把扫描微波显微镜集成到现有的勘探仪器中。这将大大加速三维构造的制作速度,由于该技能也能被应用于光刻技能中原子掺杂的迭代操控。

Gramse最终说:“现在,咱们正在研讨磷原子层的物理性质,这将是通往磷-硅量子核算机的下一步。”

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时间: 2020年03月30日 23:43 | 来源: 【lree爱你没商量巛】 | 编辑: 陈铨坤 | 阅读: 0997 次

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(陈铨坤编辑《【lree爱你没商量巛】》2020年03月30日 23:43 )

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