1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 11, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 11, стр. 1201-1210

Изотопно-обогащенные кремний, германий и их гидриды для разработки квантовых вычислительных устройств

О. Ю. Трошин 1, *, В. А. Гавва 1, А. Ю. Лашков 1, А. Ю. Созин 1, С. А. Адамчик 1, А. М. Потапов 1, П. А. Отопкова 1, А. Д. Буланов 1

1 Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук
603951 Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49, БОКС-75, Россия

* E-mail: troshin@ihps-nnov.ru

Поступила в редакцию 15.08.2023
После доработки 29.09.2023
Принята к публикации 29.09.2023

Аннотация

Представлены результаты работ по получению образцов высокочистых изотопов кремния 28Si, германия 72Ge и их летучих гидридов с контролируемым содержанием изотопов с ненулевым ядерным спином 29Si, 73Ge для формирования Si/SiGe-гетероструктур устройств квантовых вычислений, использующих состояние ядерного спина в качестве кубита. Получены образцы 28SiH4 и 28Si с содержанием основного изотопа 28Si на уровне 99.9, 99.99, 99.999% и содержанием изотопа 29Si 340 ± 8, 41.1 ± 4.3, 11.4 ± 0.1 ppm соответственно. Получены высокочистые образцы 72GeH4 и 72Ge с содержанием основного изотопа 72Ge на уровне 99.9% и содержанием изотопа 73Ge на уровне 109.9 ± 9.6 ppm.

Ключевые слова: кремний, германий, изотопы, гидриды, получение

Список литературы

  1. Федоров А.К. Квантовые технологии: от научных открытий к новым приложениям // Фотоника. 2019. Т. 13. № 6. С. 574–583. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2019.13.6.574.583

  2. Fedorov A.K., Akimov A.V., Biamonte J.D., Kavokin A.V., Khalili F.Ya., Kiktenko E.O., Kolachevsky N.N., Kurochkin Y.V., Lvovsky A.I., Rubtsov A.N., Shlyapnikov G.V., Straupe S.S., Ustinov A.V., Zheltikov A.M. Quantum Technologies in Russia // Quantum Sci. Technol. 2019. V. 4. P. 40501. https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4472

  3. Knill E., Laflamme L., Milburn G.J. A Scheme for Efficient Quantum Computation with Linear Optics // Nature. 2001. V. 409. P. 46–52. https://doi.org/10.1038/35051009

  4. Wineland D.J., Monroe C., Itano W.M., Leibfried D., King B.E., Meekhof D.M. Experimental Issues in Coherent Quantum-State Manipulation of Trapped Atomic Ions // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1998. V. 103. № 3. P. 259–328. https://doi.org/10.6028/jres.103.019

  5. Валиев К.А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления // Успехи физ. наук. 2005. Т. 175. № 1. С. 3–39.

  6. Kane B. E. A Silicon-Based Nuclear Spin Quantum Computer // Nature. 1998. V. 393. P. 133–137. https://doi.org/10.1038/30156

  7. Yan X., Gitt S., Lin B., Witt D., Abdolahi M., Afifi A., Young J.F. Silicon Photonic Quantum Computing with Spin Qubits // APL Photonics. 2021. V. 6. № 7. P. 070901. https://doi.org/10.1063/5.0049372

  8. Veldhorst M., Eenink H.G.J., Yang C.H., Dzurak A.S. Silicon CMOS Architecture for a Spin-Based Quantum Computer // Nat. Commun. 2017. V. 8. P. 1766. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01905-6

  9. Mazzocchi V., Sennikov P.G., Bulanov A.D., Churbanov M.F., Bertrand B., Hutin L., Barnes J.P., Drozdov M.N., Hartmann J.M., Sanquer M. 99.992% 28Si CVD-Grown Epilayer on 300 mm Substrates for Large Scale Integration of Silicon Spin Qubits // J. Cryst. Growth. 2019. V. 509. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2018.12.010

  10. Vrijen R., Di Vincenzo D. Electron Spin Resonance Transistor for Quantum Computation in Silicon-Germanium Heterostructure // Phys. Rev. A. 2000. V. 62. P. 012306. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.62.012306

  11. Berglund M., Wieser M.E. Isotopic Compositions of the Elements 2009 (IUPAC Technical Report) // Pure A-ppl. Chem. 2011. V. 83. № 2. P. 397–410. https://doi.org/10.1351/PAC-REP-10-06-02

  12. Лашков А.Ю., Буланов А.Д., Трошин О.Ю. Процесс фильтрационного горения тетрафторида кремния и гидрида кальция для получения моносилана // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 9. С. 981–984. https://doi.org/10.7868/S0002337X16090104

  13. Чурбанов М.Ф., Буланов А.Д., Гавва В.А., Козырев Е.А., Андрющенко И.А., Липский В.А., Зырянов С.М. Способ получения изотопных разновидностей элементарного германия с высокой изотопной и химической чистотой: Патент РФ № 2641126 C2. Опубл.: 16.01.2018. Б.И. № 2.

  14. Липский В.А., Гавва В.А., Буланов А.Д. Получение изотопно-обогащенного поликристаллического германия пиролизом моногермана // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 3. С. 235–240. https://doi.org/10.31857/S0002337X20020104

  15. Созин А.Ю., Буланов А.Д., Чурбанов М.Ф., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г., Нуштаева Л.Б. Примесный состав высокочистых изотопно-обогащенных моносилана и моногермана // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 1. С. 3–10. https://doi.org/10.7868/S0002337X1701016X

  16. Отопкова П.А., Потапов А.М., Сучков А.И., Буланов А.Д., Лашков А.Ю., Курганова А.Е. Изотопный анализ высокообогащенного кристаллического 28Si и исходного 28SiF4 методом масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой // Масс-спектрометрия. 2018. Т. 15. № 3. С. 209–215.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал