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工艺解决方案
量子技术

什么是量子技术?

量子技术被称为下一代的计算、通信、模拟和传感技术,其原理主要依赖于单个原子、电子或光粒子(光子)的两个关键特征:叠加和纠缠。

“叠加”允许这些量子系统同时处于多种状态,而“纠缠”使它们相互依赖,从而有可能将它们在网络中连接起来,同时仍然作为一个系统发挥作用。

量子解决方案

牛津仪器等离子体技术为量子系统关键元器件的制备提供领先的工艺解决方案:

  • 原子层沉积(ALD),包括:
    • 量子比特、量子电路、微波谐振器和单光子探测器的超导材料沉积(比如NbN和TiN)
    • Josephson结中隧穿势垒的电介质材料沉积(比如Al2O3、AlN和TaN)
    • 应用于金刚石基光学元器件(微腔,纳米悬臂梁,波导等)的钝化层Al2O3沉积
  • Nb、Ta、Al、TiN等超导金属的刻蚀
  • PECVD和ICP-CVD,包括:
    • 低氢含量的SiNx材料沉积,用于制备低损耗波导
    • 图形化金刚石结构的SiNx硬掩膜沉积
  • 单光子发射器中WS2和MoS2等二维材料的沉积
  • Bosch或低温刻蚀,实现SiNx、InP和GaAs的光滑刻蚀侧壁,应用于集成光量子元器件。
  • 反应离子刻蚀(RIE),用于光滑、低损伤的金刚石减薄,并通过氧反应终止处理,进一步保护NV色心。
  • 用于TSV的深硅刻蚀技术,可实现量子电路的三维集成

量子技术的应用

在世纪之交,人们对量子力学的理解使得当今应用最广泛的一些技术得以实现,比如闪存、超导体、激光和LEDs等。今天,我们看到了新一代量子器件的发展,这些器件超越了对量子效应的利用,而依赖于对量子态的操纵。

量子技术正在使新一代的光子学和电子学应用通过量子计算来解决看似棘手的问题,比如导航传感器、原子钟和安全数据通信。

我们为以下领域提供量子器件工艺解决方案:

  • 超导量子比特和量子电路
  • 金刚石基量子系统
  • 集成量子光子学
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广泛的工艺解决方案

上述快速发展的技术领域需要广泛的量子材料工艺来制备高精密器件。

牛津仪器等离子体技术为量子技术研发和器件开发提供领先的材料沉积和刻蚀工艺。利用我们在等离子体刻蚀和材料沉积方面强大的专业知识,使研究人员和工程师能够利用更加广泛的材料开展研究,并构建关键元器件,如单光子探测器、量子互连器件、隧穿结、光量子集成器件、NV色心等。

利用RIE刻蚀20nm Nb至SiO2层

利用RIE刻蚀20nm NbSiO2



刻蚀16µm后无缺陷、干净、光滑的金刚石表面

刻蚀16µm后无缺陷、干净、光滑的金刚石表面



射频偏压对ALD-NbN薄膜电阻率和应力的影响

射频偏压对ALD-NbN薄膜电阻率和应力的影响



ALD-NbN薄膜电阻与温度的关系,用于测量Tc

ALD-NbN薄膜电阻与温度的关系,用于测量Tc(由牛津仪器纳米科学提供)

等离子体工艺解决方案

牛津仪器PlasmaPro 100平台可对各种量子器件材料进行高精度沉积和刻蚀。面向当今量子技术研发和设备开发中的多种实施方案,我们针对其各种器件制备中的工艺挑战提供关键解决方案。

长期以来,牛津仪器为这一快速发展的应用领域提供最先进的解决方案。它们不仅仅是器件制备解决方案,也是量子技术的关键推动力。

了解更多关于我们量子解决方案的信息。

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