量子技術相關硅晶元的內部探秘

近日，由英國倫敦納米技術中心所領導的國際專家團隊成功在不損壞晶元的情況下獲取了硅晶元內部微小的工作部件的圖片。

這支由倫敦大學Neil Curson博士所領導的團隊向公眾展示了他們生成微小三維元件照片(three-dimensional components)的能力，這些元件由磷原子組成。這對於目前已知的其他成像技術來說是不可能的。雖然這些部件的尺寸只有幾十個原子大小，每個原子都相對較薄，並被埋在晶元的表面之下，但是研究人員還是獲得了這些部件的圖片，使這些埋藏在內部的組件的位置得以被準確地定量測定，同時也獲取了一些電性能。這項研究發表在《前沿科學》雜誌上。

圖：微波顯微鏡可以顯示在硅表面下方5-15nm的原子薄的磷層的三維結構。

研究人員所研究的組件，包括金屬磷條紋的三維十字交叉(three-dimensional criss-cross of metallic phosphorus stripes)在內，是由納米技術中心的博士生Alex K?lker設計和製造的，他用超尖金屬針在位於硅晶元表面的單層氫原子上寫入圖案，以此創建所需要的模板，通過在晶元表面和磷化氫氣體之間發生的化學反應，將磷原子以模板的形狀寫入表面。然後將磷結構用更多的硅來掩埋以完成該裝置。該研究展示的能力是對於即將形成的下一代經典設備和量子設備中原子級電氣部件的變革。

在Curson博士博士看來，這項研究在國際上具有重要意義，因為硅晶元變得越來越複雜，獲取它們最小部件的快照是非常耗時的，而且還會對晶元造成破壞。「如果我們能在不破壞晶元的情況下看到內部微小組件，這個問題將會有戲劇性的變化，這對於那些想要了解外國電子產品的政府部門也很有幫助。除此之外這項技術還有助於磷硅量子計算機的製造，該計算機一旦形成會為計算領域帶來巨大變革。」

圖：Neil Curson博士（中）與其同事在工作中

來自是德科技(Keysight Technologies)公司的Ferry Kienberger博士則表示：「我們公司認為這項工作是一個重大突破，這表明掃描微波顯微鏡是下一代電子器件和硅中量子元件表徵的發展方向。」

本文由量子計算最前沿基於相關資料原創編譯，轉載請聯繫本公眾號獲得授權。

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