Le graphène est réputé pour sa conductivité électrique élevée, sa résistance mécanique et sa flexibilité. L'empilement de deux couches de graphène d'épaisseur atomique produit du graphène bicouche, qui possède d'excellentes propriétés électriques, mécaniques et optiques. En tant que tel, le graphène bicouche a attiré une attention considérable et est utilisé dans une multitude d'appareils de nouvelle génération, y compris les ordinateurs quantiques.
Mais une complication de leur application dans l’informatique quantique réside dans la nécessité d’obtenir des mesures précises des états des bits quantiques. La plupart des recherches ont principalement utilisé l’électronique basse fréquence pour surmonter ce problème. Cependant, pour les applications qui exigent des mesures électroniques plus rapides et des informations sur la dynamique rapide des états électroniques, le besoin d'outils de mesure plus rapides et plus sensibles est devenu évident.
Aujourd'hui, un groupe de chercheurs de l'Université du Tohoku a présenté des améliorations à la réflectométrie radiofréquence (RF) pour obtenir une technique de lecture à grande vitesse. Remarquablement, cette avancée implique l’utilisation du graphène lui-même. Les détails de leur étude ont été rapportés dans la revue Physical Review Applied. .
La réflectométrie RF fonctionne en envoyant des signaux radiofréquence dans une ligne de transmission, puis en mesurant les signaux réfléchis pour obtenir des informations sur les échantillons. Mais dans les dispositifs utilisant du graphène bicouche, la présence d'une capacité parasite importante dans le circuit de mesure entraîne des fuites RF et des propriétés de résonateur moins qu'optimales. Bien que diverses techniques aient été explorées pour atténuer ce problème, des directives claires en matière de conception d'appareils sont toujours attendues.
"Pour contourner ce manque courant de réflectométrie RF dans le graphène bicouche, nous avons utilisé une grille arrière en graphite à micro-échelle et un substrat de silicium non dopé", explique Tomohiro Otsuka, auteur correspondant de l'article et professeur associé à l'Institut avancé de recherche sur les matériaux de l'Université de Tohoku (WPI). -AIMR).
"Nous avons réussi à réaliser de bonnes conditions de correspondance RF, à calculer numériquement la précision de lecture et à comparer ces mesures avec des mesures en courant continu pour confirmer sa cohérence. Cela nous a permis d'observer les diamants de Coulomb par réflectométrie RF, un phénomène indiquant la formation de points quantiques dans la conduction. canal, entraîné par les fluctuations potentielles causées par les bulles. "
Les améliorations proposées par Otsuka et son équipe à la réflectométrie RF apportent d'importantes contributions au développement de dispositifs de nouvelle génération tels que les ordinateurs quantiques, et à l'exploration des propriétés physiques à l'aide de matériaux bidimensionnels, tels que le graphène.
Plus d'informations : Tomoya Johmen et al, Réflectométrie radiofréquence dans des dispositifs en graphène bicouche utilisant des portes arrière en graphite à microéchelle, Examen physique appliqué (2023). DOI : 10.1103/PhysRevApplied.20.014035
Informations sur le journal : Examen physique appliqué
Fourni par l'Université du Tohoku
