Des transistors à un électron produits à partir du niobium
Des recherches menées sur l'effet tunnel de paires de Cooper cohérentes dans des circuits à jonctions Josephson à la nanoéchelle ont permis de démontrer qu'ils pouvaient être utilisés en tant que qubits ou sous forme de composants d'équipements supraconducteurs plus complexes. L'intérêt accru porté aux dispositifs supraconducteurs est en outre à l'origine d'une demande croissante en techniques de nanofabrication à la fois simples et reproductives pour les jonctions Josephson à base de niobium. En effet, l'intervalle supraconducteur du niobium (Nb) en vrac est presque d'un ordre de magnitude plus grand que celui de l'aluminium (Al) actuellement utilisé pour la fabrication de la plupart de ces dispositifs. L'utilisation de niobium pourrait déboucher sur des améliorations majeures de leur fonctionnement en améliorant le rapport signal-bruit et en réduisant l'empoisonnement des quasi-particules des petits îlots. La technique de lithographie par faisceau électronique conventionnelle ne peut toutefois pas être appliquée directement à la fabrication de dispositifs supraconducteurs à partir de matériaux réfractaires. Les chercheurs de l'université de Jyväskylä ont identifié la géométrie optimale de la chambre sous ultravide afin d'éviter le dégazage au niveau des enduits de polymères lors de l'évaporation à haute température. Des jonctions Nb-Al simples ont été fabriquées en appliquant la lithographie par faisceau électronique sur une double couche d'enduits de polyméthacrylate de méthyle et de copolymères, suivie de l'évaporation biangulaire de l'Al et du Nb. Cette méthode pourrait également être utilisée pour la production de structures de niobium d'une taille d'environ 100nm x 100nm, telles que des fils et des transistors à un électron. Une étude détaillée des transistors supraconducteurs mixtes al-Nb à un électron a débuté et les premiers résultats indiquent que ces structures pourraient convenir à l'informatique quantique. Les caractéristiques de faible tension de polarisation d'un transistor à un électron doté d'un îlot Nb et de fils en Al correspondaient à des transitions résonantes entre des états quantiques, déterminés par la charge transférée par le biais du circuit. D'autres expériences seront nécessaires pour tester cette technique simple mais néanmoins robuste pour la nanofabrication de structures à plusieurs jonctions.
