中日科學家研制出新型量子晶體管

記者10月25日從中科大獲悉，該校郭國平教授研究組與日本科學家合作，首次在半導體柔性二維材料體系中實現了全電學調控的量子點器件。這種新型半導體量子晶體管為制備柔性量子芯片提供了新途徑。最新一期國際權威學術期刊《科學·進展》發表了該成果。

經過幾十年的發展，半導體門控量子點作為一種量子晶體管，已經成為制備量子芯片的熱門候選體系之一。以石墨烯為代表的二維材料體系，因為其天然的單原子層厚度、優異的電學性能、易於集成等優點，成為柔性電子學、量子電子學的重點研究對象。但由於其能帶結構、界面缺陷雜質等因素，使得二維材料中的量子點無法實現有效的電學調控。

郭國平研究組與日本國立材料研究所、日本理化研究所科學家合作，選擇新型二維材料二硫化鉬進行深入研究。他們利用微納加工、低溫LED輻照等一系列現代半導體工藝手段，結合氮化硼封裝技術，有效減少了量子點結構中的雜質和缺陷，首次在這類材料中實現了全電學可控的雙量子點結構。在極低溫下，通過電極電壓，實現了人造原子到人造分子的電學可控調制。（記者 桂運安）