【技术实现步骤摘要】
六方氮化硼色心量子比特与机械谐振器耦合装置及方法
[0001]本专利技术涉及半导体二维材料、精密测量领域，尤其涉及基于实现六方氮化硼色心量子比特与机械谐振器耦合的方法与装置。
技术介绍
[0002]基于固态量子自旋的新技术的发展取决于现有技术和其他量子位系统的集成。目前量子声子学和固态自旋系统的探索可以在量子模拟和量子信息处理中有广泛的应用，包括对自旋模型、量子态转移、通过单向声子通道制备纠缠态的模拟。声子，机械波的量子，因为声波的速度比光速慢得多，是实现芯片上的量子信息处理和网络的重要选择；二维材料的超低质量、坚固性和高可调性等特殊属性使其非常适合纳米机电系统(NEMS)，基于范德瓦尔斯型二维材料的实验研究己在光子学、电子学、磁学等多个领域取得了迅速发展；固态色心自旋体系极易小型化和集成化被广泛应用于量子计算机和量子精密测量，但这些体系多是三维材料里的色心构成，如金刚石氮
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空位(NV)色心，但其硬度高、加工难度大的特点限制了其被应用到纳米机械系统中的潜力，六方氮化硼是迄今为止唯一一种被证明含有光学探测电...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种六方氮化硼色心量子比特与机械谐振器耦合装置，其特征在于：包括基片(4)、基片上方的电极系统(3)、电极系统(3)上方的可调控机械振动系统、可调控机械振动系统上的自旋能级系统；叠加结构(2)搭在源电极(31)和漏电极(33)之间，通过电极系统(3)调控形成机械振动系统，并达到调控自旋能级系统的目的；叠加结构(2)包括下方的少层六方氮化硼(22)和上方的少层石墨烯(21)，二者通过范德华力结合叠加在一起；自旋能级系统：由六方氮化硼上的色心(1)构成，用于形成量子比特；可调控机械振动系统：由少层石墨烯与少层六方氮化硼的叠加结构(2)和基片上的凹槽结构(5)组成，使悬于上方的叠加结构有足够的空间，用以产生电可调控的形变和应力；电极系统(3)：用于支撑叠加结构(2)，并调控少层石墨烯与少层六方氮化硼的叠加结构的振动，使其得到机械振动系统。2.根据权利要求1所述的一种六方氮化硼色心量子比特与机械谐振器耦合装置，其特征在于：凹槽结构(5)为条形或圆孔型；凹槽结构(5)为条形时，电极系统包括栅电极(32)、源电极(31)和漏电极(33)，栅电极(32)位于源电极(31)和漏电极(33)之间下方，三个电极可用于测量及调控机械振动系统，还可以用于微波的辐射；色心自旋能级系统位于栅电极(32)正上方；凹槽结构(5)为圆孔型，圆孔穿过源电极(31)和部分基片，电极系统包括栅电极(32)、源电极(31)，栅电极(32)位于源电极(31)上方，且源极和栅极之间通过基片(4)的二氧化硅隔开，二维材料和栅极在电路中相当于一个的可变电容，也利用静电力相互作用的原理，实现形变调控，色心自旋能级系统位于栅电极(32)正上方。3.根据权利要求2任意一项所述的一种六方氮化硼色心量子比特与机械谐振器耦合装置，其特征在于：凹槽结构(5)为条形时，Vs、Vd、Vg分别是加在源、漏、栅极的电压，Cs、Cd、Cg分别是源极与栅极、漏极与栅极、栅极与二维材料之间的等效电容，电路施加变化电压调控机械振动系统，在装置等效的三端口电路中，石墨烯悬浮在栅极上方并且把源、漏电极连接在一起形成导电通道，通过静电力的相互作用来驱动振子，在栅极上施压直流电压，这个时候二维材料叠加结构会被静电力所吸引转向栅极，形变程度随着栅极电压的改变而改变，使在其上的色心自旋能级系统因形变发生耦合作用；凹槽结构(5)为圆孔型时，Vs、Vg分别是加在源、栅极的电压，Cs、Cg分别是源极与栅极、栅极与二维材料之间的等效电容，电路施加变化电压调控机械振动系统，石墨烯悬浮在栅极上方，通过静电力的相互作用来驱动振子，在栅极上施压直流电压，这个时候二维材料叠加结构会被静电力所吸引转向栅极，形变程度随着栅极电压的改变而改变，使在其上的色心自旋能级系统因形变发生耦合作用，栅极直接用掺杂衬底。4.如权利要求1所述的六方氮化硼色心量子比特与机械...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓光伟，任杰，周强，宋海智，王浟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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