Inorganic MaterialsInorganic MaterialsНеорганические материалы0002-337X3034-5588The Russian Academy of Sciences66861510.31857/S0002337X23110143HJRPHSArticlesСтатьиИзотопно-обогащенные кремний, германий и их гидриды для разработки квантовых вычислительных устройствИзотопно-обогащенные кремний, германий и их гидриды для разработки квантовых вычислительных устройствТрошинО.ТрошинО. Ю.troshin@ihps-nnov.ruГавваВ.ГавваВ. А.troshin@ihps-nnov.ruЛашковА.ЛашковА. Ю.troshin@ihps-nnov.ruСозинА.СозинА. Ю.troshin@ihps-nnov.ruАдамчикС.АдамчикС. А.troshin@ihps-nnov.ruПотаповА.ПотаповА. М.troshin@ihps-nnov.ruОтопковаП.ОтопковаП. А.troshin@ihps-nnov.ruБулановА.БулановА. Д.troshin@ihps-nnov.ruИнститут химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук0111202359111201121026022025Copyright ©; 2023, О.Ю. Трошин, В.А. Гавва, А.Ю. Лашков, А.Ю. Созин, С.А. Адамчик, А.М. Потапов, П.А. Отопкова, А.Д. БулановCopyright ©; 2023, О.Ю. Трошин, В.А. Гавва, А.Ю. Лашков, А.Ю. Созин, С.А. Адамчик, А.М. Потапов, П.А. Отопкова, А.Д. Буланов2023О.Ю. Трошин, В.А. Гавва, А.Ю. Лашков, А.Ю. Созин, С.А. Адамчик, А.М. Потапов, П.А. Отопкова, А.Д. БулановО.Ю. Трошин, В.А. Гавва, А.Ю. Лашков, А.Ю. Созин, С.А. Адамчик, А.М. Потапов, П.А. Отопкова, А.Д. Булановhttps://transsyst.ru/0002-337X/article/view/668615

Представлены результаты работ по получению образцов высокочистых изотопов кремния 28Si, германия 72Ge и их летучих гидридов с контролируемым содержанием изотопов с ненулевым ядерным спином 29Si, 73Ge для формирования Si/SiGe-гетероструктур устройств квантовых вычислений, использующих состояние ядерного спина в качестве кубита. Получены образцы 28SiH4 и 28Si с содержанием основного изотопа 28Si на уровне 99.9, 99.99, 99.999% и содержанием изотопа 29Si 340 ± 8, 41.1 ± 4.3, 11.4 ± 0.1 ppm соответственно. Получены высокочистые образцы 72GeH4 и 72Ge с содержанием основного изотопа 72Ge на уровне 99.9% и содержанием изотопа 73Ge на уровне 109.9 ± 9.6 ppm.

Представлены результаты работ по получению образцов высокочистых изотопов кремния 28Si, германия 72Ge и их летучих гидридов с контролируемым содержанием изотопов с ненулевым ядерным спином 29Si, 73Ge для формирования Si/SiGe-гетероструктур устройств квантовых вычислений, использующих состояние ядерного спина в качестве кубита. Получены образцы 28SiH4 и 28Si с содержанием основного изотопа 28Si на уровне 99.9, 99.99, 99.999% и содержанием изотопа 29Si 340 ± 8, 41.1 ± 4.3, 11.4 ± 0.1 ppm соответственно. Получены высокочистые образцы 72GeH4 и 72Ge с содержанием основного изотопа 72Ge на уровне 99.9% и содержанием изотопа 73Ge на уровне 109.9 ± 9.6 ppm.

кремнийгерманийизотопыгидридыполучениеФедоров А.К. Квантовые технологии: от научных открытий к новым приложениям // Фотоника. 2019. Т. 13. № 6. С. 574–583. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2019.13.6.574.583Fedorov A.K., Akimov A.V., Biamonte J.D., Kavokin A.V., Khalili F.Ya., Kiktenko E.O., Kolachevsky N.N., Kurochkin Y.V., Lvovsky A.I., Rubtsov A.N., Shlyapnikov G.V., Straupe S.S., Ustinov A.V., Zheltikov A.M. Quantum Technologies in Russia // Quantum Sci. Technol. 2019. V. 4. P. 40501. https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4472Knill E., Laflamme L., Milburn G.J. A Scheme for Efficient Quantum Computation with Linear Optics // Nature. 2001. V. 409. P. 46–52. https://doi.org/10.1038/35051009Wineland D.J., Monroe C., Itano W.M., Leibfried D., King B.E., Meekhof D.M. Experimental Issues in Coherent Quantum-State Manipulation of Trapped Atomic Ions // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1998. V. 103. № 3. P. 259–328. https://doi.org/10.6028/jres.103.019Валиев К.А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления // Успехи физ. наук. 2005. Т. 175. № 1. С. 3–39.Kane B. E. A Silicon-Based Nuclear Spin Quantum Computer // Nature. 1998. V. 393. P. 133–137. https://doi.org/10.1038/30156Yan X., Gitt S., Lin B., Witt D., Abdolahi M., Afifi A., Young J.F. Silicon Photonic Quantum Computing with Spin Qubits // APL Photonics. 2021. V. 6. № 7. P. 070901. https://doi.org/10.1063/5.0049372Veldhorst M., Eenink H.G.J., Yang C.H., Dzurak A.S. Silicon CMOS Architecture for a Spin-Based Quantum Computer // Nat. Commun. 2017. V. 8. P. 1766. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01905-6Mazzocchi V., Sennikov P.G., Bulanov A.D., Churbanov M.F., Bertrand B., Hutin L., Barnes J.P., Drozdov M.N., Hartmann J.M., Sanquer M. 99.992% 28Si CVD-Grown Epilayer on 300 mm Substrates for Large Scale Integration of Silicon Spin Qubits // J. Cryst. Growth. 2019. V. 509. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2018.12.010Vrijen R., Di Vincenzo D. Electron Spin Resonance Transistor for Quantum Computation in Silicon-Germanium Heterostructure // Phys. Rev. A. 2000. V. 62. P. 012306. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.62.012306Berglund M., Wieser M.E. Isotopic Compositions of the Elements 2009 (IUPAC Technical Report) // Pure A-ppl. Chem. 2011. V. 83. № 2. P. 397–410. https://doi.org/10.1351/PAC-REP-10-06-02Лашков А.Ю., Буланов А.Д., Трошин О.Ю. Процесс фильтрационного горения тетрафторида кремния и гидрида кальция для получения моносилана // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 9. С. 981–984. https://doi.org/10.7868/S0002337X16090104Чурбанов М.Ф., Буланов А.Д., Гавва В.А., Козырев Е.А., Андрющенко И.А., Липский В.А., Зырянов С.М. Способ получения изотопных разновидностей элементарного германия с высокой изотопной и химической чистотой: Патент РФ № 2641126 C2. Опубл.: 16.01.2018. Б.И. № 2.Липский В.А., Гавва В.А., Буланов А.Д. Получение изотопно-обогащенного поликристаллического германия пиролизом моногермана // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 3. С. 235–240. https://doi.org/10.31857/S0002337X20020104Созин А.Ю., Буланов А.Д., Чурбанов М.Ф., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г., Нуштаева Л.Б. Примесный состав высокочистых изотопно-обогащенных моносилана и моногермана // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 1. С. 3–10. https://doi.org/10.7868/S0002337X1701016XОтопкова П.А., Потапов А.М., Сучков А.И., Буланов А.Д., Лашков А.Ю., Курганова А.Е. Изотопный анализ высокообогащенного кристаллического 28Si и исходного 28SiF4 методом масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой // Масс-спектрометрия. 2018. Т. 15. № 3. С. 209–215.