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                          量子計算技術再获神器 科學家開發出新的成像技術

                          标签:量子,計算,技術,神器,科學,科學家,學家,開發,發出  2017-7-11 8:54:31  预览

                            最近,《Science》子刊《Science Advances》上发表的一篇论文称,研究团队開發了一种能够窥探硅晶体内部结构的非侵入性成像技術。这很有可能成为测试常规硅基芯片的有用方法,且可能为下一代的量子計算技術奠定基礎。

                          本文引用地址:http://www.esouou.com/eepw.com7843/article/201707/361576.htm

                            这支来自奥地利林茨大学、伦敦大学学院、苏黎世联邦理工学院和瑞士洛桑联邦理工学院的国际团队将现有成熟的显微技術——扫描微波显微镜(Scanning Microwave Microscopy, SMM)运用到对硅芯片中人工掺入杂质的检测当中,整个成像过程不会对芯片产生任何损害(半导体中会被掺入杂质来加强其导电和光学性子)。

                            圖丨磷-矽材料成像

                            扫描微波显微镜在生物细胞和新材料方面有广泛应用,其中包括石墨和其它半导体材料。它的工作原理结合了原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)和矢量网络分析仪 (Vector Network Analyzer, VNA)——二者分别有测量样品特定部分的纳米探针,以及往探针上传输的微波旌旗灯号的装置。该旌旗灯号会在样本中反射,并回到矢量网络分析仪中进行計算,最后整套仪器会反馈样本的三维图像和电学性子。

                            研究者使用掃描微波顯微鏡掃描樣本,詳細探測了矽晶表層下成肯定規律排列的磷原子的電學性子。在這一方法下,研究者成功檢測了在外觀4-15納米之下的1900-4200個緊密排列的原子。

                            当然,诸如二次离子质谱分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS)之类的技術也可以用于检测半导体中人工参入的杂质,但是扫描微波显微镜的重要上风是,它不会对样本有任何损坏。

                            在 IEEE Spectrum 的一个邮件采访中排名優化,本实验的向导者、奥地利林茨大学的 Georg Gramse 透露表现:“从对硅芯片扫描的新技術中,我们能预见到对全球行业的潜在冲击。由于在芯片集成电路越来越小的情况下,测量过程已经变得无比困难且耗费时间,而且可能会损坏芯片自己。”

                            圖丨SMM和VNA對材料的測量效果

                            除了對矽基芯片的一系列影響,Gramse信賴河北人事考試中心,這項技術可能對將來的磷-矽量子計算機的制造工藝做出貢獻。

                            與經典計算機基于晶體管(晶體管的開關對應二進制的0和1)的工作原理不同,量子計算通過既可以代表0又可以代表1的量子比特處理數據。

                            四年前,人们开始用制造传统計算机的硅材料制造量子計算机,但难点在于硅晶体中磷原子的植入,而磷原子的自旋正是量子比特承载体。

                            新的成像技術对磷-硅量子計算机的实现奠定了基础,由于人们能把扫描微波显微镜集成到现有的探测仪器中。这将大大加快三维结构的制造速度,由于该技術也能被应用于光刻工艺中原子掺杂的迭代控制。

                            Gramse最后说:“目前,我们正在研究磷原子层的物理性子,这将是通往磷-硅量子計算机的下一步。”