二维可扩展量子点结构及其制备方法技术

本公开涉及了一种二维可扩展量子点结构及其制备方法，二维可扩展量子点结构包括：基底，包含有第一定位标记区，第一定位标记区内包含有至少一个离子注入区；第一绝缘层，设置于基底上；欧姆接触层，设置于离子注入区的外围区域上；多个电极层，设置于所述第一绝缘层上，位于外围电极层的电极区内，电极区在第一定位标记区所在平面的投射位置为第一定位标记区的中心位置，每个电极层由多个纳米级的电极组成，不同电极层之间设有绝缘层；还包括外围电极层；以及导通区，形成有连接窗口，用来连接外围电极层和多个电极层上的电极。其中，基于电极形成的独立栅极，栅极间相互重叠，施加电压后形成2

【技术实现步骤摘要】
二维可扩展量子点结构及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体量子计算领域，具体地，涉及一种二维可扩展量子点结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]量子计算是利用量子力学原理的新型计算方式，利用量子叠加和纠缠等物理特性，以微观粒子构成的量子比特为基本单元，通过量子态的受控演化实现计算处理。但量子比特易受噪声影响失去量子特性，因此，实用的可容错量子计算机需要大量的物理比特来执行逻辑量子比特(即量子纠错码)实现解码和纠错。半导体量子点与超导或囚禁离子量子比特等其他平台相比，具有占地面积小(几十纳米)的优势，使得～106/cm
‑2个物理量子比特的面密度成为理论上可能实现的目标。
[0003]量子计算的实现依赖于对量子芯片内多比特的高精度同步操控和快速表征，随着量子比特数量增加，量子计算算力可呈指数规模拓展。因此，量子比特的相干时间和比特数目对量子计算系统的计算能力和复杂度具有直接的决定性意义，如何实现多量子比特的扩展已成为该领域的一个重要研究方向。
[0004]拓扑码是一种比较容易实现的量子比特编码方式，通过构造局域的稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维可扩展量子点结构，包括：基底(100)，包含有第一定位标记区(101)，所述第一定位标记区(101)内包含有至少一个离子注入区(102)；第一绝缘层(200)，设置于所述基底(100)上；欧姆接触层(201)，设置于所述离子注入区(102)的外围区域上，所述欧姆接触层被第一类量子点和第二类量子点共用；多个电极层，设置于所述第一绝缘层(200)上，位于外围电极层(800)的电极区(801)内，所述电极区(801)在所述第一定位标记区(101)所在平面的投射位置为所述第一定位标记区(101)的中心位置，每个所述电极层由多个纳米级的电极组成，不同所述电极层之间设有绝缘层；所述多个电极层包括：第一电极层，包含有纳米级的第一屏蔽栅电极(401)和第二屏蔽栅电极(402)；第二电极层，部分或全部设置于第一电极层上方，包含有纳米级的第一能级栅电极(501)、第二能级栅电极(502)以及两组源漏电极(503)，其中所述源漏电极(503)设置于所述第一能级栅电极(501)和第二能级栅电极(502)的两侧，所述第一能级栅电极(501)的两侧各为一组源漏电极(503)；第三电极层，部分或全部设置于第二电极层上方，包含有纳米级的第一势垒栅电极(601)和第二势垒栅电极(602)，其中所述第一势垒栅电极(601)设于所述第一能级栅电极(501)两侧，所述第二势垒栅电极(602)设于所述第二能级栅电极(502)两侧；第四电极层，部分或全部设置于第三电极层上方，包含有纳米级的第三势垒栅电极(701)，其中所述第三势垒栅电极(701)设置于所述第一能级栅电极(501)之间；所述外围电极层(800)；以及导通区，形成有连接窗口(900)，用来连接所述外围电极层(800)和所述多个电极层上的电极；其中，基于所述电极形成的独立栅极，栅极间相互重叠，施加电压后形成2
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2阵列量子点结构。2.根据权利要求1所述的二维可扩展量子点结构，其中，所述多个纳米级的电极包括：组成2
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2阵列量子点的纳米级的电极，包括第一屏蔽栅电极(401)、第一能级栅电极(501)、第一势垒栅电极(601)、第三势垒栅电极(701)；以及组成两个电荷感应探测器的纳米级的电极，包括第二屏蔽栅电极(402)、第二能级栅电极(502)、第二势垒栅电极(602)；其中，所述第二屏蔽栅电极(402)、所述第二能级栅电极(502)、所述第二势垒栅电极(602)和所述源漏电极(503)均设于所述第一屏蔽栅电极(401)、第一能级栅电极(501)、第一势垒栅电极(601)、第三势垒栅电极(701)的两侧。3.根据权利要求1所述的二维可扩展量子点结构，其中，所述电极区(801)在所述第一定位标记区(101)所在平面的投射位置为所述第一定位标记区(101)的中心位置200um
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200um区域内，在50um
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50um的区域内设置有量子点结构的套刻标记(302)，所述电极层均设于电极区(801)范围内。4.根据权利要求1所述的二维可扩展量子点结构，其中，所述源漏电极(503)的末端与离子注入(102)的内端重叠。
5.根据权利要求1所述的二维可扩展量子点结构，其中，所述电极材料为钛/钯或铝，电极厚度范围为30nm
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100nm。6.一种用于制备根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：印慧丽，王保传，李海欧，曹刚，郭国平，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：