[发明专利]具有单电子晶体管检测器的量子点器件

说明书

本文公开了具有单电子晶体管（SET）检测器的量子点器件。在一些实施例中，量子点器件可包含：量子点形成区域；设置在量子点形成区域上的一组栅极，其中该组栅极至少包含第一、第二和第三栅极，间隔物设置在第一栅极和第二栅极的多侧上，其中第一间隔物设置在第一栅极接近于第二栅极的一侧上，并且与第一间隔物物理分离的第二间隔物设置在第二栅极接近于第一栅极的一侧上，并且第三栅极设置在第一栅极和第二栅极之间，并在第一间隔物和第二间隔物之间延伸；以及接近于该组栅极设置在量子点形成区域上的SET。

技术领域

本发明涉及具有单电子晶体管（SET）检测器的量子点器件。

背景技术

量子计算是指与使用量子力学现象来操纵数据的计算系统相关的研究领域。这些量子力学现象，诸如叠加（其中量子变量能同时存在于多个不同的状态中）和纠缠（其中多个量子变量具有相关状态，而不管它们之间在空间或时间上的距离），在经典计算的世界中没有类似物，并且从而不能用经典计算装置实现。

发明内容

按照本发明第一方面的一种量子点器件，包括：

量子点器件的量子点形成区域，其中所述量子点形成区域包含量子阱叠层；

一组栅极，该组栅极在所述量子点形成区域上，其中：

该组栅极至少包含第一栅极、第二栅极和第三栅极，

间隔物在所述第一栅极和第二栅极的多侧处，其中第一间隔物在所述第一栅极接近于所述第二栅极的一侧处，并且与所述第一间隔物物理分离的第二间隔物在所述第二栅极接近于所述第一栅极的一侧处；并且

所述第三栅极在所述第一栅极和第二栅极之间，并在所述第一间隔物和第二间隔物之间延伸；

绝缘材料，其中所述绝缘材料包括沟槽，所述沟槽在所述绝缘材料的第一部分和所述绝缘材料的第二部分之间，所述第一栅极的栅极金属至少部分地在所述绝缘材料的所述第一部分上方并延伸到所述沟槽中，所述第三栅极的栅极金属至少部分地在所述绝缘材料的所述第一部分上方并延伸到沟槽中；以及

单电子晶体管（SET），所述单电子晶体管接近于该组栅极在所述量子点形成区域上。

按照本发明第二方面的一种制造量子点器件的方法，包括：

在支撑结构上方提供量子阱叠层；

在所述量子阱叠层上方提供绝缘材料，所述绝缘材料包括沟槽；

在所述量子点形成区域上形成一组栅极，所述组栅极包括第一栅极、第二栅极和第三栅极，其中：

第一间隔物在所述第一栅极接近于所述第二栅极的一侧处，

与所述第一间隔物物理分离的第二间隔物在所述第二栅极接近于所述第一栅极的一侧处，

所述第三栅极在所述第一栅极和第二栅极之间，并在所述第一间隔物和第二间隔物之间延伸，并且

所述第一栅极的栅极金属和所述第三栅极的栅极金属延伸到所述沟槽中，以及；

接近于该组栅极形成单电子晶体管（SET）。

按照本发明第三方面的一种量子计算装置，包括：

量子处理装置，所述量子处理装置包含：

量子阱叠层上的多个栅极，所述栅极包括第一、第二和第三栅极，

单电子晶体管(SET)，接近于所述多个栅极，以及

绝缘材料，

其中：

第一间隔物在所述第一栅极接近于所述第二栅极的一侧处，