В Министерстве науки и высшего образования РФ сообщили о разработке исследователей Казанского федерального университета: ими предложен новый способ создания квантовых устройств с использованием карбида кремния (SiC). Эта технология может стать основой для производства современных квантовых микросхем, отличающихся высокой надёжностью и возможностью комплексной интеграции. Информацию опубликовал ТАСС.
Особое внимание учёные уделяют азот-вакансионным центрам кристаллов карбида кремния 6H, обладающим уникальными квантовыми свойствами.
В отличие от алмаза, который сложно применять в промышленности из-за ограниченного размера кристаллов, SiC можно получать в больших объёмах — подложки достигают в диаметре до 200 мм. Благодаря этому возможно использовать стандартные процессы микроэлектроники: литографию, травление, ионную имплантацию. Это открывает путь к созданию серийных квантовых чипов с надёжно прогнозируемыми характеристиками.
Экспериментальные результаты показывают почти идеальную эффективность преобразования света в спиновую намагниченность (коэффициент — 0,999), а также длительное время жизни спиновых дефектов. Оба параметра критически важны для хранения и передачи квантовой информации.
Кроме того, оптические переходы в кристаллах SiC происходят в ближнем инфракрасном диапазоне — от 1,1 до 1,3 тысячи нанометров, что делает такой материал перспективным для организации квантовой связи на большие расстояния.
Исследования проводятся в сотрудничестве с Физико-техническим институтом им. А.Ф. Иоффе РАН. Эксперты подчеркивают, что эти разработки найдут применение в квантовых вычислениях и сенсорике, в новых средствах связи, а также позволят эффективно наладить обмен информацией между спиновыми центрами и фотонами в больших квантовых сетях и устройствах интерфейса.
Минералы Кольского полуострова помогут создавать инновационные материалы. Работа учёных ещё раз показала, что использование современных методов позволяет пересматривать старые данные и открывать новые возможности для создания инновационных материалов.