随着晶体管带来了信息时代,量子技术有可能成为下一个巨大的飞跃。量子技术是量子物理在现实世界中的应用,如量子计算、传感、导航和通信。在这里,超导单光子探测器(sspd)和超导量子位元是必不可少的组成部分。sspd和超导量子位包含多种器件,包括微波谐振器、过渡边缘传感器(TES)、用于单光子探测器的超导纳米线(snspd)、约瑟夫森结和高q超导谐振器。影响这些量子器件运行的最关键因素之一是所使用的超导材料的选择和质量。重要的是,选择的材料在高临界温度(Tc)下表现出超导行为,以避免低临界温度材料需要额外的低温冷却技术,并使这些器件的量子效率(QE)和量子探测效率最大化。1此外,重要的是,隧道屏障中使用的材料的缺陷,例如在Josephseon结中的最小值,因为这些可能导致量子位的亚博网站下载相干性降低。2
传统的超导体沉积方法包括溅射、脉冲激光沉积(PLD)和化学气相沉积(CVD)。然而,这些方法存在着厚度控制不足、均匀性差和杂质含量高的缺点。原子层沉积(ALD)更有利于薄膜沉积,因为它能够生产高纯度、精确厚度控制、高纵横比结构的保形涂层和大面积基材上的均匀性。ALD已经成功地应用于许多领域,如CMOS技术、大功率晶体管、太阳能电池等。一个新兴的应用是在用于量子应用的器件中使用薄膜。图1所示的是超导材料集成到量子纳米光子电路中的例子。图1(a)使用了一根4 nm厚的NbN纳米线,在带有160 nm SiO层的Si衬底上折成曲折式2.3.和1(b)由硅波导组成,其中探测区域覆盖NbN。4其他氮化物如锡也可以是用于在这种电路中集成的可能候选者。在这个白皮书中,我们专注于通过ALD这种超导氮化物的潜力。
图1。固定角度蚀刻工艺流程。
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