• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Makroskopisk elektronkvant koherens i en halvledarkrets

    Färgad skanningselektronmikrograf av provet:Mach Zehnder interferometer och inneslutningsstrategi som används för att erhålla och visa en rekordelektronisk koherenslängd på 0,25 mm. Upphovsman:© C2N

    Ett team av forskare vid Center de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N, CNRS/Univ. Paris-Saclay) har experimentellt uppnått den koherenta spridningen av elektroner i kretsar över makroskopiska avstånd genom en ny nanoteknisk strategi.

    Kvantkoherensen hos elektroniska kvasipartiklar ligger till grund för många av ledarnas framväxande transportegenskaper i små vågar. Nya elektroniska implementeringar av kvantoptiska enheter är nu tillgängliga med perspektiv som "flygande" qubit -manipulationer. Dock, elektronisk kvantstörning i ledare (kvant koherenslängd) har begränsats till förökningsvägar som är kortare än 30 μm, oberoende av materialet, geometri och experimentella förhållanden. Anmärkningsvärt liknande maxvärden erhölls i ballistiska halvledare, diffusiva metaller och 2-D-material som grafen.

    Med krets nano-teknik, forskare från teamet som leds av Frédéric Pierre (CNRS) och Anne Anthore (Université de Paris) vid C2N har uppnått ett makroskopiskt värde av kvantkoherenslängden - 0,25 mm, synlig med blotta ögat. Det inträffade längs kantkanaler som styr elektroner i quantum Hall -regimen. Normalt i denna inställning, koherens begränsas av elektronkoppling mellan angränsande kanaler. För att förhindra kollisioner mellan kanaler, forskarna tillverkade en nanostruktur som begränsar elektroner till små öglor inom fack som kantar den inre kanalväggen. Denna inneslutning tvingar de inre kanalerna att stanna i sitt marktillstånd, vilket gör omelastiska kollisioner mellan elektroner omöjliga. De finner att detta, kombinerat med enastående isolering från andra dekoherensmekanismer, ökar koherenslängden med ungefär en storleksordning.

    Detta arbete utökar möjligheterna att utnyttja elektronkvantbeteenden upp till makroskopiska längder, och öppnar nya perspektiv inom kvantelektronisk optik.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com