hBN - InAs hibrid nanoáramkörök vizsgálata 

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - alkalmazott fizika
BSc szakdolgozat téma - fizikus
MSc diplomamunka téma - nanotechnológia és anyagtudomány
Félév: 
2016/17/2.
Témavezető: 
Név: 
Lukács István (belső konzulens: Csonka Szabolcs)
Email cím: 
csonka@mono.eik.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
MTA EK MFA
Beosztás: 
tudományos munkatárs
Hallgató: 
Név: 
Frank György
Képzés: 
Fizika BSc - fizikus
Elvárások: 

Alapos szilárdtestfizikai és kvantummechanikai előismeretek, jó angol nyelvtudás, motiváció kísérleti munkára.

Leírás: 

Félvezető nanopálcák a kvantum elektronika területének egyik legintenzívebben kutatott anyagává váltak az elmúlt években. InAs vagy InSb nanopálcák számos érdekes tulajdonsággal rendelkeznek: erős bennük a spin-pálya kölcsönhatás, mesterséges atomokat lehet bennük létrehozni, valamint szupravezető és ferromágneses elektródákhoz is kapcsolhatóak. Ezen tulajdonságaiknak köszönhetően változatos helyeken alkalmazzák őket a  kvantum informatikában: új kvantum információ reprezentálására alkalmas egységek (spin-pálya qubit) vagy Cooper-párok szétválasztására alkalmas eszközök hozhatóak létre, korábban nem detektált egzotikus részecskék ún. Majorana Fermionok figyelhetőek meg ezen pálcákban.

A fenti problémák vizsgálatához elengedhetetlen, hogy nagy stabilitású áramköröket hozzunk létre. Az elektromos háttérzajok egyik forrása a nanopálca alatt található szigetelő réteg instabilitásai. A közelmúltban felfedezett néhány atomi réteg vastag hBN  réteg megoldást jelenthet a problémára, mivel ezek a két dimenziós egykristályok, alacsony hibahely koncentrációjú és nagy elektromos átütő szilárdságú szigetelő rétegek.

A szakdolgozat célja, hogy kifejlessze hBNre épített InAs nanoáramkörök készíépítésének eljárását. Két geometrira koncentrálunk : a) Előzetesen lehelyezett fém elektróda rendszerre kerül hBN réteg majd nanopálca kontaktusokkal.  b) A nanopálcára kerül néhány atomi réteg vastag hBN majd vékony fém elektródák. Az elektródák célja, hogy a pálca mentén a lokális potenciál profilt lehessen hangolni és ezáltal  mesterséges atomokat lehessen létrehozni. Az áramkörök elkészítését követően a mesterséges atomok alacsonyhőmérsékleti elektromos mérését végzi el a jelölt, ami alapján a hBN rétegek elektromos stabilitása megállapítható lesz. A szakdolgozat végső célja hatékony Cooper-pár szétválasztó áramkörök készítése hBN szigetelő réteg felhasználásával.