論文の概要: InAs on Insulator: A New Platform for Cryogenic Hybrid Superconducting Electronics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07630v1
- Date: Mon, 13 May 2024 10:39:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 14:05:08.624199
- Title: InAs on Insulator: A New Platform for Cryogenic Hybrid Superconducting Electronics
- Title（参考訳）: InAs on Insulator: The New Platform for Cryogenic Hybrid Superconducting Electronics
- Authors: Alessandro Paghi, Giacomo Trupiano, Giorgio De Simoni, Omer Arif, Lucia Sorba, Francesco Giazotto,
- Abstract要約: ハイブリッドInAs Josephson Junctions (JJs) に基づく超伝導回路は、高速で超低消費電力の固体量子エレクトロニクスの設計において重要な役割を担っている。
InAs-on-insulator (InAsOI) を超伝導エレクトロニクス開発のための画期的なプラットフォームとして提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Superconducting circuits based on hybrid InAs Josephson Junctions (JJs) play a starring role in the design of fast and ultra-low power consumption solid-state quantum electronics and exploring novel physical phenomena. Conventionally, 3D substrates, 2D quantum wells (QWs), and 1D nanowires (NWs) made of InAs are employed to create superconductive circuits with hybrid JJs. Each platform has its advantages and disadvantages. Here, we proposed the InAs-on-insulator (InAsOI) as a groundbreaking platform for developing superconducting electronics. An epilayer of semiconductive InAs with different electron densities was grown onto an InAlAs metamorphic buffer layer, efficiently used as a cryogenic insulator to decouple adjacent devices electrically. JJs with various lengths and widths were fabricated employing Al as a superconductor and InAs with different electron densities. We achieved a switching current density of 7.3 uA/um, a critical voltage of 50-to-80 uV, and a critical temperature equal to that of the superconductor used. For all the JJs, the switching current follows a characteristic Fraunhofer pattern with an out-of-plane magnetic field. These achievements enable the use of InAsOI to design and fabricate surface-exposed Josephson Field Effect Transistors with high critical current densities and superior gating properties.
- Abstract（参考訳）: ハイブリッドInAs Josephson Junctions (JJs) に基づく超伝導回路は、高速で超低消費電力の固体量子エレクトロニクスの設計や、新しい物理現象の探索において重要な役割を担っている。
従来、3D基板、2D量子井戸(QW)、1Dナノワイヤ(NW)をInAsで製造し、ハイブリッドJJを用いた超伝導回路を製造する。
各プラットフォームには長所と短所がある。
InAs-on-insulator (InAsOI) を超伝導エレクトロニクス開発のための基盤プラットフォームとして提案した。
電子密度の異なる半導体InAsのエピレイヤーをInAlAs変成バッファ層上に成長させ, 隣接する素子を電気的に分離するために低温絶縁体として効率的に利用した。
様々な長さと幅のJJを超伝導体としてAlと電子密度の異なるInAsを用いて作製した。
スイッチング電流密度は7.3 uA/um,臨界電圧は50-80 uV,臨界温度は超伝導体と同等であった。
全てのJJに対して、スイッチング電流は、外面磁場を持つ特徴的なフラウンホーファーパターンに従う。
これらの成果により、InAsOIを用いた表面暴露されたジョセフソン電界効果トランジスタの設計および製造が可能となり、臨界電流密度と優れたゲーティング特性を有する。
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