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纳米电阻器:控制材料氧原子含量调节阻值

文章出处:http://h.wokeji.com/explore/qykj/201412/t20141211_892134.shtml网责任编辑:节选自中国科技网作者:人气:-发表时间:2016-11-22 17:10:00【

  据《应用物理杂志》的一篇研究表明,一种新型氧化铬薄层电阻可以通过控制材料氧原子的成分含量来调节。伦敦纳米技术中心的技术人员们为量子电路制作出了一种新型小体积高阻值电阻器。这种电阻器促进了量子器材在基础物理研究和计算领域方面的应用。

量子相位滑移电路由极窄极细的超导材料丝制成,这种小体积高阻值的电阻器的应用之一自然就是可以使用在量子相位滑移电路(qps)中。这种极窄极细的超导丝可以利用量子隧穿效应(也就是一种基本的、反直觉的量子特性)使磁通量在超导丝中来回移动并突破势垒,这一优点是常规的经典力学世界所不能达到的。

伦敦纳米技术中心的实验科学家保罗说,电阻器需要将QPS器件中脆弱不稳定的量子态从充满噪音的外界隔离出来,在作为电流标准的应用中,电阻器也能让量子器件稳定工作。但通常集成电路中电阻的常规材料不能在很小的体积下提供足够高的阻值。

该纳米电阻器由氧化铬的复合物制成,通过控制薄层中氧原子的成分浓度来调节氧化铬薄层的电阻:氧原子的成分越少,电阻阻值就越小。

将电阻器在同一温度下冷却并对具有不同氧原子和铬原子比例的材料测量其电阻率,研究发现,在低温时一般都有较高的阻值,而QPS电路所要求的电阻器恰好是需要在低温下仍然能具有高阻值,因为当温度足够低,量子效应就会超越经典效应成为主导。

该研究组同时也描述了氧化铬薄层在铌硅材料交界面的接触电阻特性,在氧化铬和铌硅材料之间加入一层金的中间层可以降低接触阻值。