Versuch der exakten Messung von Elektronenladung
Der Einelektronen-Tunneltransistor (SET) wurde von Forschern entwickelt, um herauszufinden, ob die Quanteneigenschaften von Elektronen Einfluss auf die Konstruktion von Geräten haben. Einelektronen-Tunneltransistoren bestehen aus einer kleinen Metallinsel, die über Tunnelübergänge mit zwei separaten Elektroden für Ein- und Austritt von Elektronen verbunden ist. Durch Anlegen einer Spannung an eine kapazitiv mit der Insel gekoppelte Gate-Elektrode wird die für die Ladung der Elektronen auf der Insel erforderliche Spannung geregelt. Aufgrund der Empfindlichkeit eines SET-Transistors für Ladung ist dieser ideal für Hochpräzisions-Elektrometer geeignet, die die empfindliche Superposition der Ladungszustände supraleitender Inseln messen könnten. Andererseits könnten supraleitende Inseln eine Möglichkeit für die Implementierung der für Quantencomputer erforderlichen Quantenbits darstellen. Aus diesem Grund haben sich die Forschungsarbeiten der SQUBIT-2-Projektpartner auf die Unterdrückung von unerwünschtem Rauschen bei der Messung konzentriert. Genauer gesagt wurde an den Labors der Universität Jyväskylä in Finnland ein radikaler Ansatz für die Unterdrückung von Rauschen des Substrates untersucht. Aluminium-Einelektronentransistoren wurden so gefertigt, dass die Metallinsel keinen Kontakt mit dem SiN2-Substrat (Siliziumnitrid) hat. Genaue Untersuchungen haben gezeigt, dass durch im Substrat eingeschlossene Ladungsschwankungen verursachtes Rauschen minimiert wurde. Dadurch ist der Weg für den Einsatz dieser Geräte in für Quantencomputer geeigneten Halbleitersystemen frei.
