中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭國(guó)平教授研究組與日本國(guó)立材料研究所等機(jī)構(gòu)學(xué)者合作，于國(guó)際上首次在半導(dǎo)體柔性二維材料體系中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)調(diào)控的量子點(diǎn)器件，這種新型半導(dǎo)體量子晶體管為制備柔性量子芯片提供了新途徑。國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》子刊《科學(xué)·進(jìn)展》日前發(fā)表了該成果。

　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體門控量子點(diǎn)作為一種量子晶體管已經(jīng)成為制備量子芯片的熱門候選體系之一。以石墨烯為代表的二維材料體系成為柔性電子學(xué)、量子電子學(xué)的重點(diǎn)研究對(duì)象，但由于其能帶結(jié)構(gòu)、界面缺陷雜質(zhì)等因素，使得二維材料中的量子點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)有效的電學(xué)調(diào)控。

　　基于此，郭國(guó)平研究組近期與日本國(guó)立材料研究所、日本理化研究所學(xué)者合作，選擇新型二維材料二硫化鉬進(jìn)行深入研究。他們利用一系列現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝手段，結(jié)合氮化硼封裝技術(shù)，有效減少了量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和缺陷，首次在這類材料中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)可控的雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在極低溫下，通過電極電壓，實(shí)現(xiàn)了人造原子到人造分子的電學(xué)可控調(diào)制。

　　該研究揭示了二硫化鉬這種材料中短程缺陷和自旋軌道耦合對(duì)電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的影響，深入探索了應(yīng)用于半導(dǎo)體量子芯片的可能性，在量子電子學(xué)中具有廣闊應(yīng)用前景。