Araştırmacılar, kuantum donanımlarında kullanılacak süperiletken malzemeler için geleneksel kimyasal yöntemlere alternatif bir üretim tekniği geliştirdi. Çalışma, geçiş metali nitrürleri, karbürler ve silisitler gibi umut vadeden süperiletkenlerin işlevsel cihazlara dönüştürülmesindeki zorluklara çözüm getiriyor.
NYU Tandon’dan Prof. Davood Shahrjerdi liderliğindeki ekip, düşük enerjili iyon demeti aşındırma (IBE) adı verilen yöntemin yüksek performanslı kuantum cihazlarının üretiminde kullanılabileceğini kanıtladı.
KUANTUM TEKNOLOJİLERİNE KATKI
Shahrjerdi, kuantum donanımlarının geleceği için dayanıklı ve hataya toleranslı cihazların önemine dikkat çekti:
“Bu vaadi gerçekleştirmek için, kırılgan kuantum durumlarını daha uzun süre koruyabilen bileşenlere ihtiyacımız var. Bu da her zamankinden daha mükemmel donanımlar inşa etmek anlamına geliyor.”
Ekip, iyi bilinen süperiletken niyobyumla yaptığı deneylerde, geleneksel kimya tabanlı yöntemlerle üretilmiş cihazlarla karşılaştırılabilir performans elde etti.
MALZEME BAĞIMSIZ İLERLEME
Projeye katkı sağlayan AFRL’den Dr. Matthew LaHaye, yöntemin tasarım alanını genişlettiğini belirtti:
“Malzeme bağımsız tekniklerle cihaz üretmek, kuantum donanımlarının henüz keşfedilmemiş malzemelere genişlemesini sağlıyor. Bu, daha büyük boyut ve işlevselliğe ölçeklenmede ilerlemeleri hızlandırabilir.”
TEMİZ ODA ÇALIŞMALARI
Çalışmada yer alan doktora öğrencileri Miguel Manzo-Perez ve Moeid Jamalzadeh, süperiletken rezonatörler tasarladı ve elektron demeti litografisini IBE ile birleştiren üretim protokolleri geliştirdi. Deneyler, Brooklyn’deki NYU Nanofabrication Cleanroom (NYU Nanofab) tesisinde tamamlandı.
Shahrjerdi, “NYU Nanofab, kuantum malzemeler ve süperiletkenlerden gelişmiş cihazların üretilmesini mümkün kılmaya odaklıdır. Ayrıca savunma teknolojisi merkezleri için prototipleme tesisi olarak da hizmet veriyor,” dedi.
DONANIM TESTLERİ BAŞARILI
Üretilen cihazlar AFRL’ye gönderildi ve Booz Allen Hamilton yüklenicileri Christopher Nadeau ve Man Nguyen tarafından mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda test edildi. Rezonatörler yüksek performans göstererek IBE yönteminin uygulanabilirliğini doğruladı.
Araştırmacılar, düşük kayıplı cihazların kuantum donanımı kalitesinde kritik öneme sahip olduğuna dikkat çekti. Daha düşük kayıp değerleri, daha mükemmel süperiletken cihazlara işaret ediyor.
