[发明专利]一种电子型的法布里-珀罗干涉器件及制备方法

说明书

本发明提供了一种电子型的法布里‑珀罗干涉器件及制备方法。器件包括用于探测边缘态的干涉信号的测量单元以及独立设置于样品的预设区域处的表征单元。测量单元包括样品、导电通道、欧姆接触和顶门结构。第一导电通道位于样品的预设区域内并具有预定的霍尔条形状，通过刻蚀样品制成，与样品为一体式结构，用于导通电流。欧姆接触分布于导电通道的周围，用于作为导电电极。顶门结构位于第一导电通道上表面中心处，分别与欧姆接触相连，用于产生周期性的干涉振荡，改变所述样品的特性。本发明还提供了一种用于制备法布里‑珀罗干涉器件的制备方法。采用本发明的器件及制备方法，不仅优化了器件的结构，还节省了制备时间，降低了制备成本。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种电子型的法布里-珀罗干涉器件的设计及制备方法。

背景技术

拓扑量子计算利用多体系统中的拓扑量子态来存储和操控量子信息，具有内在的容错能力，给量子计算的物理实现带来了希望，也促进了我们对物质拓扑量子行为的探索。在凝聚态物理领域，寻找可以用于拓扑量子计算的非阿贝尔准粒子已经成为一个非常大的热点问题。二维电子气(Two-dimensional electron gas,2DEG)是指电子可以在二维平面内自由移动，而在第三维度上受到限制的现象。它是许多场效应器件(例如MOSFET、HEMT)工作的基础。理论上，在具有超高迁移率的二维电子气中，5/2分数态的激发态的准粒子是符合非阿贝尔统计规律的。服从非阿贝尔统计的5/2态的准粒子可能可以用于拓扑量子计算，它有望解决量子计算中的核心困难退相干问题，因而，5/2态的研究在近10年得到了比较多的关注。

5/2态的准粒子的一个重要特性是有效电荷为e/4，其中，e表示电子电荷。理论上提出，可以制备法布里-珀罗干涉器，通过边缘态的AB干涉效应，来得到5/2态的准粒子的有效电荷。当然，要想进一步确认5/2态的准粒子满足非阿贝尔统计规律，还需要辫子操作等进行简并基态之间的转变，而复杂的辫子操作也是以法布里-珀罗干涉器件(FPQHI)为基本模块来实现的。所以FPQHI的制备和研究至关重要。

但是，目前国际上只有很少的实验组通过FPQHI测量到5/2态的AB干涉图样，其中，现有技术中的FPQHI工艺复杂，制备成本高。

因此，目前迫切需要制备一种优化的FPQHI，解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是为了解决现有技术中法布里-珀罗干涉器件工艺复杂，制备成本高等问题，提供了一种优化的法布里-珀罗干涉器件。

本发明另一个目的是提供一种应用于法布里-珀罗干涉器件的制备方法，降低制备成本，节省时间。

特别地，本发明提供了一种电子型的法布里-珀罗干涉器件，包括用于探测边缘态的干涉信号的测量单元以及独立设置于所述样品的预设区域处的表征单元，所述表征单元用于表征样品的特性，其中，所述测量单元包括：

样品，为异质结材料，在预设区域内具有平整的上表面，所述样品具有导电层；

第一导电通道，通过刻蚀所述样品形成在所述预设区域内并具有预定的霍尔条形状，与所述样品为一体式结构，用于导通电流，所述第一导电通道的图案为长方形；

多个欧姆接触，与所述样品相接触，分布于所述第一导电通道的周围，用于作为导电电极，所述多个欧姆接触分为第一组欧姆接触和第二组欧姆接触，所述第一组欧姆接触中包含四个所述欧姆接触，为第一至第四欧姆接触，分别连接于所述第一导电通道的长方形图案的四个顶点与所述导电层相接触，所述第二组欧姆接触中包含六个所述欧姆接触，为第五至第十欧姆接触，对称分布于所述第一导电通道的长方形图案中相对的两侧且不与所述导电通道相连；和

三对顶门结构，位于所述第一导电通道上表面中心处，分别与所述第五至第十欧姆接触相连，形成干涉器件的核心部分，可以产生周期性的干涉振荡，改变所述样品的特性。