[發明專利]一種電子型的法布里-珀羅干涉器件及制備方法

有效

• 申請號: 201710302311.7
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN108807519B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 朱玉瑩;劉廣同
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L29/66
• 分類號: H01L29/66
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 范曉斌;康正德

本發明提供了一種電子型的法布里?珀羅干涉器件及制備方法。器件包括用于探測邊緣態的干涉信號的測量單元以及獨立設置于樣品的預設區域處的表征單元。測量單元包括樣品、導電通道、歐姆接觸和頂門結構。第一導電通道位于樣品的預設區域內并具有預定的霍爾條形狀，通過刻蝕樣品制成，與樣品為一體式結構，用于導通電流。歐姆接觸分布于導電通道的周圍，用于作為導電電極。頂門結構位于第一導電通道上表面中心處，分別與歐姆接觸相連，用于產生周期性的干涉振蕩，改變所述樣品的特性。本發明還提供了一種用于制備法布里?珀羅干涉器件的制備方法。采用本發明的器件及制備方法，不僅優化了器件的結構，還節省了制備時間，降低了制備成本。

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別是涉及一種電子型的法布里-珀羅干涉器件的設計及制備方法。

背景技術

拓撲量子計算利用多體系統中的拓撲量子態來存儲和操控量子信息，具有內在的容錯能力，給量子計算的物理實現帶來了希望，也促進了我們對物質拓撲量子行為的探索。在凝聚態物理領域，尋找可以用于拓撲量子計算的非阿貝爾準粒子已經成為一個非常大的熱點問題。二維電子氣(Two-dimensional electron gas,2DEG)是指電子可以在二維平面內自由移動，而在第三維度上受到限制的現象。它是許多場效應器件(例如MOSFET、HEMT)工作的基礎。理論上，在具有超高遷移率的二維電子氣中，5/2分數態的激發態的準粒子是符合非阿貝爾統計規律的。服從非阿貝爾統計的5/2態的準粒子可能可以用于拓撲量子計算，它有望解決量子計算中的核心困難退相干問題，因而，5/2態的研究在近10年得到了比較多的關注。

5/2態的準粒子的一個重要特性是有效電荷為e/4，其中，e表示電子電荷。理論上提出，可以制備法布里-珀羅干涉器，通過邊緣態的AB干涉效應，來得到5/2態的準粒子的有效電荷。當然，要想進一步確認5/2態的準粒子滿足非阿貝爾統計規律，還需要辮子操作等進行簡并基態之間的轉變，而復雜的辮子操作也是以法布里-珀羅干涉器件(FPQHI)為基本模塊來實現的。所以FPQHI的制備和研究至關重要。

但是，目前國際上只有很少的實驗組通過FPQHI測量到5/2態的AB干涉圖樣，其中，現有技術中的FPQHI工藝復雜，制備成本高。

因此，目前迫切需要制備一種優化的FPQHI，解決現有技術中所存在的上述問題。

發明內容

本發明的一個目的是為了解決現有技術中法布里-珀羅干涉器件工藝復雜，制備成本高等問題，提供了一種優化的法布里-珀羅干涉器件。

本發明另一個目的是提供一種應用于法布里-珀羅干涉器件的制備方法，降低制備成本，節省時間。

特別地，本發明提供了一種電子型的法布里-珀羅干涉器件，包括用于探測邊緣態的干涉信號的測量單元以及獨立設置于所述樣品的預設區域處的表征單元，所述表征單元用于表征樣品的特性，其中，所述測量單元包括：

樣品，為異質結材料，在預設區域內具有平整的上表面，所述樣品具有導電層；

第一導電通道，通過刻蝕所述樣品形成在所述預設區域內并具有預定的霍爾條形狀，與所述樣品為一體式結構，用于導通電流，所述第一導電通道的圖案為長方形；

多個歐姆接觸，與所述樣品相接觸，分布于所述第一導電通道的周圍，用于作為導電電極，所述多個歐姆接觸分為第一組歐姆接觸和第二組歐姆接觸，所述第一組歐姆接觸中包含四個所述歐姆接觸，為第一至第四歐姆接觸，分別連接于所述第一導電通道的長方形圖案的四個頂點與所述導電層相接觸，所述第二組歐姆接觸中包含六個所述歐姆接觸，為第五至第十歐姆接觸，對稱分布于所述第一導電通道的長方形圖案中相對的兩側且不與所述導電通道相連；和

三對頂門結構，位于所述第一導電通道上表面中心處，分別與所述第五至第十歐姆接觸相連，形成干涉器件的核心部分，可以產生周期性的干涉振蕩，改變所述樣品的特性。