Изотопно-обогащенные кремний, германий и их гидриды для разработки квантовых вычислительных устройств

Трошин О. Ю.; Гавва В. А.; Лашков А. Ю.; Созин А. Ю.; Адамчик С. А.; Потапов А. М.; Отопкова П. А.; Буланов А. Д.

doi:10.31857/S0002337X23110143

Изотопно-обогащенные кремний, германий и их гидриды для разработки квантовых вычислительных устройств

Авторы: Трошин О.Ю.¹, Гавва В.А.¹, Лашков А.Ю.¹, Созин А.Ю.¹, Адамчик С.А.¹, Потапов А.М.¹, Отопкова П.А.¹, Буланов А.Д.¹
Учреждения:
1. Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук
Выпуск: Том 59, № 11 (2023)
Страницы: 1201-1210
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/252398
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23110143
EDN: https://elibrary.ru/HJRPHS
ID: 252398

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты работ по получению образцов высокочистых изотопов кремния ²⁸Si, германия ⁷²Ge и их летучих гидридов с контролируемым содержанием изотопов с ненулевым ядерным спином ²⁹Si, ⁷³Ge для формирования Si/SiGe-гетероструктур устройств квантовых вычислений, использующих состояние ядерного спина в качестве кубита. Получены образцы ²⁸SiH₄ и ²⁸Si с содержанием основного изотопа ²⁸Si на уровне 99.9, 99.99, 99.999% и содержанием изотопа ²⁹Si 340 ± 8, 41.1 ± 4.3, 11.4 ± 0.1 ppm соответственно. Получены высокочистые образцы ⁷²GeH₄ и ⁷²Ge с содержанием основного изотопа ⁷²Ge на уровне 99.9% и содержанием изотопа ⁷³Ge на уровне 109.9 ± 9.6 ppm.

Ключевые слова

кремний, германий, изотопы, гидриды, получение

Список литературы

Федоров А.К. Квантовые технологии: от научных открытий к новым приложениям // Фотоника. 2019. Т. 13. № 6. С. 574–583. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2019.13.6.574.583
Fedorov A.K., Akimov A.V., Biamonte J.D., Kavokin A.V., Khalili F.Ya., Kiktenko E.O., Kolachevsky N.N., Kurochkin Y.V., Lvovsky A.I., Rubtsov A.N., Shlyapnikov G.V., Straupe S.S., Ustinov A.V., Zheltikov A.M. Quantum Technologies in Russia // Quantum Sci. Technol. 2019. V. 4. P. 40501. https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4472
Knill E., Laflamme L., Milburn G.J. A Scheme for Efficient Quantum Computation with Linear Optics // Nature. 2001. V. 409. P. 46–52. https://doi.org/10.1038/35051009
Wineland D.J., Monroe C., Itano W.M., Leibfried D., King B.E., Meekhof D.M. Experimental Issues in Coherent Quantum-State Manipulation of Trapped Atomic Ions // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1998. V. 103. № 3. P. 259–328. https://doi.org/10.6028/jres.103.019
Валиев К.А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления // Успехи физ. наук. 2005. Т. 175. № 1. С. 3–39.
Kane B. E. A Silicon-Based Nuclear Spin Quantum Computer // Nature. 1998. V. 393. P. 133–137. https://doi.org/10.1038/30156
Yan X., Gitt S., Lin B., Witt D., Abdolahi M., Afifi A., Young J.F. Silicon Photonic Quantum Computing with Spin Qubits // APL Photonics. 2021. V. 6. № 7. P. 070901. https://doi.org/10.1063/5.0049372
Veldhorst M., Eenink H.G.J., Yang C.H., Dzurak A.S. Silicon CMOS Architecture for a Spin-Based Quantum Computer // Nat. Commun. 2017. V. 8. P. 1766. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01905-6
Mazzocchi V., Sennikov P.G., Bulanov A.D., Churbanov M.F., Bertrand B., Hutin L., Barnes J.P., Drozdov M.N., Hartmann J.M., Sanquer M. 99.992% 28Si CVD-Grown Epilayer on 300 mm Substrates for Large Scale Integration of Silicon Spin Qubits // J. Cryst. Growth. 2019. V. 509. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2018.12.010
Vrijen R., Di Vincenzo D. Electron Spin Resonance Transistor for Quantum Computation in Silicon-Germanium Heterostructure // Phys. Rev. A. 2000. V. 62. P. 012306. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.62.012306
Berglund M., Wieser M.E. Isotopic Compositions of the Elements 2009 (IUPAC Technical Report) // Pure A-ppl. Chem. 2011. V. 83. № 2. P. 397–410. https://doi.org/10.1351/PAC-REP-10-06-02
Лашков А.Ю., Буланов А.Д., Трошин О.Ю. Процесс фильтрационного горения тетрафторида кремния и гидрида кальция для получения моносилана // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 9. С. 981–984. https://doi.org/10.7868/S0002337X16090104
Чурбанов М.Ф., Буланов А.Д., Гавва В.А., Козырев Е.А., Андрющенко И.А., Липский В.А., Зырянов С.М. Способ получения изотопных разновидностей элементарного германия с высокой изотопной и химической чистотой: Патент РФ № 2641126 C2. Опубл.: 16.01.2018. Б.И. № 2.
Липский В.А., Гавва В.А., Буланов А.Д. Получение изотопно-обогащенного поликристаллического германия пиролизом моногермана // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 3. С. 235–240. https://doi.org/10.31857/S0002337X20020104
Созин А.Ю., Буланов А.Д., Чурбанов М.Ф., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г., Нуштаева Л.Б. Примесный состав высокочистых изотопно-обогащенных моносилана и моногермана // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 1. С. 3–10. https://doi.org/10.7868/S0002337X1701016X
Отопкова П.А., Потапов А.М., Сучков А.И., Буланов А.Д., Лашков А.Ю., Курганова А.Е. Изотопный анализ высокообогащенного кристаллического 28Si и исходного 28SiF4 методом масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой // Масс-спектрометрия. 2018. Т. 15. № 3. С. 209–215.