論文の概要: Statistical evaluation of 571 GaAs quantum point contact transistors showing the 0.7 anomaly in quantized conductance using millikelvin cryogenic on-chip multiplexing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06784v1
• Date: Wed, 10 Apr 2024 06:52:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-11 15:19:53.026911
• Title: Statistical evaluation of 571 GaAs quantum point contact transistors showing the 0.7 anomaly in quantized conductance using millikelvin cryogenic on-chip multiplexing
• Title（参考訳）: ミリケルビン極低温オンチップ多重化を用いた量子伝導における0.7異常を示す571GaAs量子点接触トランジスタの統計的評価
• Authors: Pengcheng Ma, Kaveh Delfanazari, Reuben K. Puddy, Jiahui Li, Moda Cao, Teng Yi, Jonathan P. Griffiths, Harvey E. Beere, David A. Ritchie, Michael J. Kelly, Charles G. Smith,
• Abstract要約: 我々は,半導体量子点接触(QPC)トランジスタの量子化コンダクタンスの最初の3つのプラトーで観測された0.7異常の統計を,低温オンチップ・マルチプレクサアーキテクチャを用いて検討した。 ナノスケールの1280個の量子トランジスタは、GaAsヘテロ構造の5つの異なるチップにパターン化されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.664586348103541
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The mass production and the practical number of cryogenic quantum devices producible in a single chip are limited to the number of electrical contact pads and wiring of the cryostat or dilution refrigerator. It is, therefore, beneficial to contrast the measurements of hundreds of devices fabricated in a single chip in one cooldown process to promote the scalability, integrability, reliability, and reproducibility of quantum devices and to save evaluation time, cost and energy. Here, we use a cryogenic on-chip multiplexer architecture and investigate the statistics of the 0.7 anomaly observed on the first three plateaus of the quantized conductance of semiconductor quantum point contact (QPC) transistors. Our single chips contain 256 split gate field effect QPC transistors (QFET) each, with two 16-branch multiplexed source-drain and gate pads, allowing individual transistors to be selected, addressed and controlled through an electrostatic gate voltage process. A total of 1280 quantum transistors with nano-scale dimensions are patterned in 5 different chips of GaAs heterostructures. From the measurements of 571 functioning QPCs taken at temperatures T= 1.4 K and T= 40 mK, it is found that the spontaneous polarisation model and Kondo effect do not fit our results. Furthermore, some of the features in our data largely agreed with van Hove model with short-range interactions. Our approach provides further insight into the quantum mechanical properties and microscopic origin of the 0.7 anomaly in QPCs, paving the way for the development of semiconducting quantum circuits and integrated cryogenic electronics, for scalable quantum logic control, readout, synthesis, and processing applications.
• Abstract（参考訳）: 単一チップで生産される大量生産と実用的な極低温量子デバイスは、電気接触パッドの個数と、クライオスタットまたは希釈冷凍機の配線数に制限される。 したがって、量子デバイスのスケーラビリティ、可積分性、信頼性、再現性を推進し、評価時間、コスト、エネルギーを節約するために、1つの冷却プロセスで製造された数百のデバイスの測定を対照的にすることは有益である。 ここでは、低温のオンチップ・マルチプレクサアーキテクチャを用いて、半導体量子点接触(QPC)トランジスタの量子化コンダクタンスの最初の3つのプラトーで観測された0.7の異常の統計を調査する。 単一チップは、それぞれ256個の分割ゲートフィールド効果QPCトランジスタ(QFET)を含み、2つの16ブランチの多重ソースドレインとゲートパッドを備え、静電ゲート電圧プロセスにより個々のトランジスタを選択、アドレス化、制御することができる。 ナノスケールの1280個の量子トランジスタは、GaAsヘテロ構造の5つの異なるチップにパターン化されている。 温度T=1.4K,T=40mKで測定した571個のQPCから, 自発偏光モデルと近藤効果が一致しないことがわかった。 さらに,データの特徴の一部は,短距離相互作用を持つvan Hoveモデルと大きく一致した。 本稿では,QPCにおける0.7の異常の量子力学的特性と微視的起源についてさらなる知見を提供し,量子論理制御,読み出し,合成,処理をスケーラブルにするための半導体量子回路と集積型極低温エレクトロニクスの開発への道を開く。

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