Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1а. AFM изображение полученного кристалла квантовых точек.
Рис. 1б. TEM изображение полученного кристалла квантовых точек. Видно, что упорядочение происходит как в горизонтальной плоскости ,так и вертикально.
Рис. 2. Показано узкое распределение квантовых точек по размерам: диаметр (красный) и длина (зеленый) кристаллитов.
Рис. 3. Изоэнергетические поверхности электронов и дырок одной из квантовых точек.

Суперупорядоченные квантовые точки для квантовых компьютеров

Ключевые слова:  квантовые точки, молекулярно-лучевая эпитаксия, периодика, самоорганизация, упорядоченные структуры

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

11 октября 2007

Квантовые точки (Quantum Dots, QDs), также иногда называемые синтетическими атомами, - это пространственно ограниченный во всех трех направлениях фрагмент проводника или полупроводника, размеры которого настолько малы, что делают существенными проявление квантовых эффектов. Их можно описать, как частицы в трехмерной потенциальной яме. При этом, в отличие от настоящих атомов, частотами люминесцентных переходов квантовых точек можно легко управлять, просто меняя размеры кристаллов. Квантовые точки являются основными кандидатами для представления кубитов в квантовых вычислениях, кроме того, уже существует программа по созданию на их основе дисплеев.

Одним из наиболее популярных способов получения квантовых точек является их формирование в "двумерном электронном газе", где они уже ограничены в одном направлении. Другим возможным методом является метод самоорганизации Странски-Крастанова (SK метод). При этом первый метод позволяет получать только двумерные и небольшие по площади массивы квантовых точек, а второй приводит к очень большому разбросу размеров частиц. Поэтому особое внимание сейчас привлекает метод темплатной самоорганизации как один из способов получения упорядоченных массивов квантовых точек, молекул и кристаллов. Метод соединяет преимущества top-down ("сверху-вниз", "разборки") техники литографии с bottom-up ("снизу-вверх", сборки) возможностями самоорганизации.

С точки зрения спинтроники и даже создания квантовых компьютерных систем особый интерес представляет система Si/Ge, которая и заинтересовала Detlev Grützmacher с коллегами. Для быстрого получения больших площадей хорошо упорядоченных темплатов они предлагают использовать интерференционную литографию с применением жесткого ультрафиолета (EUV-IL). На подложки Si(100) наносили двумерные массивы отверстий методом реактивного ионного травления, после чего методом молекулярно-лучевой эпитаксии на эти подложки наносили квантовые точки Ge, которые упорядочивались как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Рентгеновская дифрактометрия и атомно-силовая микроскопия выявила, что степень упорядочения полученной структуры и узость разброса размеров квантовых точек превосходит таковые для полученных на сегодняшний день структур. Была также продемонстрирована низкая плотность дефектов в трехмерной структуре кристаллических квантовых точек SiGe. Для этого был снят спектр межзонной фотолюминесценции вплоть до комнатной температуры, который совпадал с теоретически рассчитанным. При этом теоретическая зонная структура была рассчитана исходя из известных по данным рентгеновской дифрактометрии и атомно-силовой микроскопии концентрации германия и формы квантовых точек. Расчет показал, что зонная структура кристалла сильно модифицирована из-за искусственной периодичности. Расчет вариаций собственной энергии, основанный на статистической вариации размеров квантовых точек, определенной экспериментально (±10% для линейных размеров), показал, что рассчитанное электронное связывание между соседними точками не разрушается при вариации размеров квантовых точек. Таким образом, трехмерно упорядоченные квантовые точки можно рассматривать как новый синтетический материал не только с точки зрения строения, но и в отношении его зонной структуры.

Уточникова Валентина


Источник: Nano Letters



Комментарии
Все-таки Детливу не хватает Странски-Крастанова для получения квантовых точек. Разрушая ионным травлением кремний, наверное, тяжело будет получить кристалл под компьютер?
Ну они, вроде, пока за высокую упорядоченность бьются и вроде ее даже достигают...
А вообще да, мне SK был бы больше по душе, если им можно такой же малый разброс получать...

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

SWNT (14,5)
SWNT (14,5)

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.