[發明專利]可編程的多量子態存儲器及制備方法

在審

• 申請號: 202110787366.8
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113540149A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王碩;廖志敏;林本川;房景治;俞大鵬
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01L27/22
• 分類號: H01L27/22;G11C11/02;H01L21/8239
• 代理公司: 廣東金泰智匯專利商標代理事務所(普通合伙) 44721
• 代理人: 江麗嬌

1.可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、生長制備磁性拓撲絕緣體材料，得到樣品；

二、對樣品的性質進行表征；

三、將生長的磁性拓撲絕緣體材料剝離至襯底上；

四、制備出金屬電極；

五、點焊樣品電極后，進行電學信號測量，同時通過變換磁場完成四個量子態的轉變。

2.根據權利要求1所述的可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：磁性拓撲絕緣體材料為MnBi₂Te₄。

3.根據權利要求2所述的可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：磁性拓撲絕緣體材料MnBi₂Te₄單晶制備方法為：

a、將Mn粉、Bi粉和Te粉以1∶2∶4的摩爾比混合，將充分混合后的原材料放在剛玉坩堝中；

b、隨后將剛玉坩堝真空封裝在一個安瓿瓶中，真空度為1e-5Torr；

c、將安瓿瓶置于一個高溫爐中，以1K/min的速率升至950K，并在此溫度下保持48h；

d、隨后以0.1K/min的速率將溫度降至900K，保持72h后再以0.1K/min的速率降至700K；在700K時保持超過一個星期的時間；

e、最后將安瓿瓶取出迅速淬水，使其迅速降溫，剝離掉表面粗糙部分，里面即為MnBi₂Te₄單晶。

4.根據權利要求1所述的可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：樣品的性質表征包括：

(1)樣品質量表征：通過透射電子顯微鏡可以表征樣品生長的晶體質量；

(2)樣品的性能表征：通過降溫曲線，表征出對應的奈爾溫度在24K左右，同時能看到清晰的磁滯回線。

5.根據權利要求1所述的可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：步驟三中，通過Scotch膠帶進行機械剝離，并將剝離后的磁性拓撲絕緣體材料薄層直接粘附到含有285nm SiO₂的高摻硅襯底上，并移除膠帶。

6.根據權利要求1所述的可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：步驟五中，通過稀釋制冷機進行電學信號測量，電學信號測量時，稀釋制冷機工作溫度為10mK～300K，工作磁場為0T～14T。

7.根據權利要求1所述的可編程的多量子態存儲器的制備方法，其特征在于：步驟五中，通過變換磁場完成四個量子態的轉變，變換磁場是通過施加不同的磁場序列，具體為：

1)先施加磁場，再將磁場降到零場，此時對應的量子態為|0＞，以五星符號表示；

2)將磁場降到負磁場，再將磁場升到正磁場，此時將磁場降到零場，對應的量子態為|1＞，以三角符號表示，也即完成了從|0＞到|1＞的轉換；

3)將磁場升到正磁場，然后將磁場降到負磁場，此時磁場降到零場，對應的量子態為|2＞，以圓形符號表示，也即完成了從|1＞到|2＞的轉換；

4)將磁場降到負磁場，再將磁場降到零場，此時對應的量子態為|3＞，以菱形符號表示，也即完成了|2＞到|3＞的轉換。