La creación de dispositivos híbridos en los que se acoplan dos sistemas bien establecidos -un circuito superconductor y un punto cuántico- constituye un nuevo y promisorio campo de estudio. Estas uniones híbridas ya se han reportado en una amplia variedad de materiales y arquitecturas. Recientemente, el interés se ha centrado en nanoestructuras de germanio (Ge), debido a sus excepcionales propiedades y su adaptabilidad a los procesos de manufactura de dispositivos semiconductores.
Investigadores Francia y Austria desarrollaron un proceso de fabricación en el que utilizaron heteroestructuras de Al-Ge-Al, que consisten en Al monocristalino e interfaces abruptas metal-semiconductor, para producir nanoalambres. El objetivo fue sondear el transporte electrónico a baja temperatura en puntos cuánticos de Ge intrínseco (iGe).
Demostraron la capacidad de sintonizar un punto cuántico de Ge desde un régimen completamente aislante, a uno en el que el punto cuántico conduce mediante la ocupación de un solo hueco, y finalmente a un régimen de supercorriente que se asemeja a un transistor de efecto de campo de Josephson con una corriente crítica máxima de 10 nA a una temperatura de 390 mK.
Esta estructura muestra efectos únicos que son particularmente evidentes a bajas temperaturas. El aluminio se vuelve superconductor; pero no solo eso: esta propiedad también se transfiere al semiconductor de germanio adyacente y se puede controlar con campos eléctricos. Esto lo hace adecuado para aplicaciones complejas en tecnología cuántica. Una ventaja particular es que, al utilizar este enfoque, no es necesario desarrollar tecnologías completamente nuevas. En cambio, se pueden utilizar técnicas maduras y bien establecidas de fabricación de semiconductores para habilitar la electrónica cuántica basada en germanio.
Los resultados se han publicado recientemente en Advanced Materials.
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