Transistores de un solo electrón a partir del niobio
Los estudios de la tunelización de pares de cobre en circuitos de uniones Josephson a nanoescala han demostrado que pueden funcionar como qubit o ser utilizados como componentes de dispositivos superconductores más complejos. Además, el creciente interés en los aparatos superconductores ha generado una mayor demanda de técnicas sencillas y reproducibles de nanofabricación para las uniones Josephson de niobio. De hecho, la diferencia en la superconducción del niobio (Nb) en grandes cantidades es casi un orden de magnitud superior que la del aluminio (Al) que se usa actualmente para la fabricación de la mayoría de los aparatos. El uso del niobio podría generar mejoras en su funcionamiento, al mejorar la relación señal/ruido y reducir la contaminación de las pequeñas islas por parte de las cuasipartículas. Sin embargo, la técnica tradicional de litografía por haces de electrones no se puede aplicar directamente para fabricar aparatos superconductores con materiales refractarios. Los investigadores de la Universidad de Jyväskylä identificaron la geometría óptima para que la cámara de vacío extremo evite la desgasificación de la capa protectora del polímero durante la evaporación a temperaturas elevadas. Las uniones Nb-Al se fabricaron aplicando la litografía por haces de electrones sobre una doble capa de polimetacrilato de metilo y capas protectoras de copolímero, seguida de la evaporación desde dos ángulos de Al y Nb. El método también se podría usar para fabricar estructuras de niobio con un tamaño aproximado de 100nm x 100nm, como cables y transistores de un solo electrón (SET). Se ha iniciado un estudio exhaustivo de transistores superconductores de un solo electrón que son una mezcla de Nb y Al, y los primeros resultados indican que estas estructuras resultan adecuadas a efectos del cálculo cuántico. La baja polarización del transistor de un solo electrón con una isla de Nb y plomos de Al correspondía a las transiciones resonantes entre los estados cuánticos, determinados por la carga transmitida a través del circuito. Será necesario continuar con los experimentos para probar esta técnica, sencilla pero sólida, para la fabricación a nanoescala de estructuras con múltiples uniones.
