Cornell вдвое снизила температуру изготовления тантала для сверхпроводящих квантовых чипов

Исследователи из Корнеллского университета разработали новый метод осаждения тонких пленок тантала на кремниевую подложку при температуре около 200 °C, что примерно вдвое ниже традиционных технологических требований. В основе метода лежит использование ионизированного криптона вместо аргона в процессе распыления (спаттеринга), что позволяет добиться более высокой электронной проводимости и улучшенных характеристик квантовых битов (кубитов).

Тантал — коррозионно-стойкий металл, перспективный для создания сверхпроводящих компонентов квантовых процессоров, однако его традиционная технология осаждения требует температуры выше 400 °C, что затрудняет интеграцию материала в существующие производственные линии полупроводников. Кроме того, слишком высокая температура приводит к диффузии тантала в кремний и ухудшает работу чипов.

Руководитель исследования, Валла Фатеми, отметил, что снижение температуры осаждения расширяет технологическое окно для промышленного производства и помогает преодолеть вызовы, связанные с материалами и нанофабрикацией сверхпроводящих квантовых устройств. Ключевой этап — формирование перехода Джозефсона, обеспечивающего квантовый туннельный эффект, который теперь становится более контролируемым благодаря улучшенному процессу.

Работа опубликована 18 августа в журнале Nature Materials. Ведущий автор исследования — постдоктор Макей Ольшевски. В проекте также участвовали специалисты из Корнеллского центра материаловедения, Национальной инфраструктуры нанотехнологий и других научных учреждений.

Данная разработка представляет собой важный шаг к коммерциализации квантовых вычислений, позволяя создавать высококачественные сверхпроводящие материалы с более устойчивым и адаптированным к промышленным требованиям процессом изготовления.

По данным The Quantum Insider.