《納米線複合量子結構中的電子糾纏及其器件研究》是依託北京大學，由徐洪起擔任負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：納米線複合量子結構中的電子糾纏及其器件研究
- 項目負責人：徐洪起
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
糾纏電子對源器件是發展固態量子通訊科學與技術的最基本元件。目前尚無實驗證實人們已製作出這樣的固態器件。本項目的目標是基於雙量子點調控來自於超導體的庫珀對使其雙電子空間分離的原理製作固態、糾纏電子對源器件。該雙量子點將採用III-V族半導體材料中遷移率最高、有效質量最小、朗德g因子最大，由我們首先研製出的高品質InSb納米線來製作。我們還將採用具有不同構型的鐵磁電極製作出能對庫珀對空間分離後電子的糾纏度進行精確測量的多種複合量子器件，並實現通過操縱一個量子點中的電子自旋而調控另一個量子點中的電子自旋的遠程操作。本項目是一個集合了納米材料、納米加工、精密電信號測量和深刻物理分析等領域的一個跨學科項目，緊扣重大研究計畫項目提出的“單量子態的探測及相互作用”的總體目標，在單量子態體系的構築、單量子態體系的精密探測、量子態之間的耦合等核心科學問題的研究中，提出了有我們特色和創新之處的技術路線。
結題摘要
本項目是一個集合了納米材料生長、納米加工製備、微弱信號測量和物理分析等領域的一個跨學科項目，目標是掌握高品質、高性能納米線材料的生長技術，掌握將半導體納米線與超導材料及常規金屬材料結合製成複合量子器件的納米加工技術，掌握在極端條件下（極低溫和強磁場）的高靈敏度電學和磁致電學信號測量方法以及不同量子態之間的調控方法。列入本項目計畫書中的主要研究任務是：（1）高質量InSb和InAs納米線的生長，（2）高質量納米線複合量子器件的研製，（3）電子分離度與自旋糾纏度的檢測和調控。在這三項任務中，每項都含有多個具體研究任務和目標。其中有一些極具挑戰性，是國際上最前沿的研究課題。圍繞本項目計畫書所列出的主要研究任務，本項目的研究人員帶領研究生刻苦攻關，基本完成了項目計畫書中所列出的主要任務，獲得了多項國內首創，並處於國際前沿水平的成果。例如，我們率先製作出基於InAs納米線三量子點器件並對其物理特性進行了精細的電學測量；我們率先研製出基於InSb納米線的彈道約瑟夫森結器件，驗證了Fabry-Perot干涉效應與超流震盪現象的關聯性；我們成功地製作出InSb納米線量子點-超導體複合量子器件，觀察到了由Kondo效應與Andreev局域態競爭共存所引起的0-π相變現象。總之，通過本項目的實施，我們基本確定了在國內半導體量子器件領域的領先地位，具備了參與國際最前沿和最具挑戰性之一的固態拓撲量子計算領域競爭的能力。
