Ученые из Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (ЮФУ) разработали инновационную методику, позволяющую обеспечить одновременно низкую плотность и малый размер при формировании квантовых точек. Она основана на двухэтапном воздействии потока мышьяка на капли индия.
В очень скором будущем традиционные системы вычислений и телекоммуникаций будут заменены квантовыми. Создание таких коммуникаций возможно на основе объединения квантовых компьютеров в единое целое, для чего нужно изготовить соответствующие высокотехнологичные излучатели. Это возможно сделать на основе квантовых точек – фрагментов полупроводникового материала с линейным размером в несколько нанометров.
Поскольку современные способы изготовления таких точек имеют серьезные недостатки, ученые Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ разработали инновационную методику формирования квантовых точек, которая обеспечивает необходимые для устройств квантовой обработки информации низкую плотность, и малый размер таких точек.
Технология основана на двухэтапном воздействии потока мышьяка на капли индия, в результате которого низкоплотные капли повышенного размера трансформируются в полупроводниковые квантовые точки арсенида индия требуемого (малого) размера.
«Нам понадобилось провести много, как нам казалось, безуспешных экспериментов, прежде чем мы научились управлять эффектом распада капель под влиянием ультрамалого потока мышьяка. Теперь мы можем задавать требуемую плотность квантовых точек, а затем регулировать их размер, определяющий характеристики будущего излучателя фотонов. Благодаря этому повышается точность и скорость передачи сигнала по квантовому каналу», — отметил доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ Сергей Балакирев.
Простота методики позволит организовать быстрый переход к серийному производству и масштабированию квантовых систем.
В перспективе, ученые собираются заняться отработкой технологических режимов, позволяющих достичь совокупности оптимальных оптических характеристик структур с квантовыми точками.
