Чистый германий связывается с алюминием таким образом, что создаются атомарно четкие интерфейсы. Это приводит к образованию монолитной гетероструктуры металл-полупроводник-металл. Об этом рассказали на портале Венского технического университета. Особым преимуществом при таком подходе является то, что не нужно разрабатывать совершенно новые технологии.

Для создания квантовой электроники на основе германия можно использовать зрелые и хорошо зарекомендовавшие себя технологии производства полупроводников.

«Германий — это материал, который играет важную роль в полупроводниковой технологии для разработки более быстрых и энергоэффективных компонентов. Однако, чрезвычайно сложно производить высококачественные электрические контакты, потому что даже мелкие примеси в точках контакта могут иметь большое влияние на электрические свойства. Поэтому мы решили разработать новый метод производства, который обеспечивает надежные контактные свойства», — пояснил доктор Масиар Систани из Института твердотельной электроники в TU Wien.

Ключом к этому является температура. Когда германий и алюминий с нанометровой структурой вступают в контакт и нагреваются, атомы обоих материалов начинают смешиваться. При этом скорость у них разная. Атомы германия быстро перемещаются в алюминий, тогда как атомы алюминия практически не проникают в германий.

«Если вы подключите два алюминиевых контакта к тонкой германиевой проволоке и поднимите температуру до 350 °C, атомы германия диффундируют за край нанопроволоки. Это создает пустоты, в которые алюминий легко может проникнуть. В итоге только область в несколько нанометров в середине нанопроволоки состоит из германия, остальная часть заполнена алюминием», — объяснил Систани.

Этот новый метод формирует идеальный монокристалл, в котором атомы алюминия расположены в одном узоре. Между германием и алюминием образуется идеально чистый переход. Новая гетероструктура обладает превосходными физическими свойствами, необходимыми для квантовых технологий: высокая подвижность носителей, отличная управляемость электрическими полями и хорошо сочетается с уже устоявшимися технологиями микроэлектроники.