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Superconducting devices in silicon

Axel Adrien Leo Leblanc

Superconducting devices in silicon.

Rel. Carlo Ricciardi. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Nanotechnologies For Icts (Nanotecnologie Per Le Ict), 2021

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Abstract:

L'implementazione di superconduttori qubit nei computer quantistici ha mostrato un enorme potenziale e viene considerata il futuro per tali applicazioni, sebbene la fabbricazione di chip contenenti un numero sufficentemente elevato di qubit rappresenti ancora una grande sfida tecnologica. I superconduttori qubit che oggi sono maggiormente utilizzati per il calcolo quantistico, i transmons, sono gestiti attraverso un flusso magnetico e sono quindi limitati dal cosiddetto "cross-talk" e dalla quantità di corrente elettrica necessaria al loro impiego. La geometria di Gatemon sembra superare questi vincoli. I gatemon si basano su un nuovo tipo di dispositivo chiamato JoFET, ovvero un transistor a effetto campo (FET) dotato di source e drain superconduttori. L'idea è di utilizzare la giunzione S/N/S del FET come giunzione Josephson in cui l'ampiezza della supercorrente può essere controllata da una tensione di gate. Oltre a risolvere tali sfide tecnologiche, questi dispositivi devono essere compatibili con la fabbricazione su larga scala. Per riuscire in ciò, è necessario sviluppare JoFET che siano compatibili con le tecnologie CMOS. Il presente lavoro si concentra sulla fisica e la fabbricazione di interfacce superconduttore PtSi - Silicio, sviluppate con l'obiettivo di fabbricare un JoFET compatibile con CMOS. Il PtSi è ben noto nell'industria CMOS e sembra essere un buon candidato in quanto presenta una temperatura critica di superconduttività (Tc) relativamente alta (circa 1K). La sfida principale nello sviluppo di un JoFET è massimizzare la supercorrente che può fluire attraverso di esso, in quanto tale ampiezza sarà fortemente legata alle prestazioni del qubit gatemon risultante. L'ampiezza della supercorrente è condizionata dalla trasparenza dell'interfaccia S/N (PtSi/Si) e in questo lavoro il tema è stato ampiamente studiato attraverso la misura del comportamento elettrico a temperature molto basse delle giunzioni PtSi/Si, fabbricate sulle linee quasi-industriali del CEA-Leti al fine di fornire nuovi elementi per lo sviluppo del processo di fabbricazione del PtSi/Si JoFET.

Relators: Carlo Ricciardi
Academic year: 2021/22
Publication type: Electronic
Number of Pages: 51
Subjects:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Nanotechnologies For Icts (Nanotecnologie Per Le Ict)
Classe di laurea: New organization > Master science > LM-29 - ELECTRONIC ENGINEERING
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/20629
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