新華社合肥10月25日電（記者徐海濤）中國科學技術(shù)大學郭國平教授研究組與日本國立材料研究所等機構(gòu)學者合作，于國際上首次在半導體柔性二維材料體系中實現(xiàn)了全電學調(diào)控的量子點器件，這種新型半導體量子晶體管為制備柔性量子芯片提供了新途徑。國際權(quán)威學術(shù)期刊《科學》子刊《科學·進展》日前發(fā)表了該成果。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導體門控量子點作為一種量子晶體管已經(jīng)成為制備量子芯片的熱門候選體系之一。以石墨烯為代表的二維材料體系成為柔性電子學、量子電子學的重點研究對象，但由于其能帶結(jié)構(gòu)、界面缺陷雜質(zhì)等因素，使得二維材料中的量子點無法實現(xiàn)有效的電學調(diào)控。

基于此，郭國平研究組近期與日本國立材料研究所、日本理化研究所學者合作，選擇新型二維材料二硫化鉬進行深入研究。他們利用一系列現(xiàn)代半導體工藝手段，結(jié)合氮化硼封裝技術(shù)，有效減少了量子點結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和缺陷，首次在這類材料中實現(xiàn)了全電學可控的雙量子點結(jié)構(gòu)。在極低溫下，通過電極電壓，實現(xiàn)了人造原子到人造分子的電學可控調(diào)制。

該研究揭示了二硫化鉬這種材料中短程缺陷和自旋軌道耦合對電學輸運性質(zhì)的影響，深入探索了應(yīng)用于半導體量子芯片的可能性，在量子電子學中具有廣闊應(yīng)用前景。

[責任編輯：楊凡、彭芳]

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