研究人员展示了石墨烯纳米器件的高速电读出方法

“神奇材料”石墨烯以其高导电性、机械强度和柔韧性而闻名。将两层原子层厚度的石墨烯堆叠在一起可产生双层石墨烯，具有优异的电学、机械和光学性能。因此，双层石墨烯引起了极大的关注，并被用于包括量子计算机在内的许多下一代设备。

但使它们在量子计算中的应用变得复杂的是获得量子位状态的精确测量。大多数研究主要使用低频电子学来克服这个问题。然而，对于需要更快的电子测量和洞察电子状态快速动态的应用来说，对更快、更灵敏的测量工具的需求已经变得显而易见。

现在，东北大学的一组研究人员概述了射频 (rf) 反射计的改进，以实现高速读出技术。值得注意的是，这一突破涉及石墨烯本身的使用。

射频反射计的工作原理是将射频信号发送到传输线中，然后测量反射信号以获得有关样品的信息。但在采用双层石墨烯的设备中，测量电路中存在显着的杂散电容会导致射频泄漏和谐振器性能不佳。尽管已经探索了各种技术来缓解这种情况，但仍等待明确的设备设计指南。

该论文的通讯作者、东北大学高级材料研究所 (WPI) 副教授 Tomohiro Otsuka 表示：“为了克服双层石墨烯中射频反射测量的常见缺陷，我们采用了微型石墨背栅和未掺杂的硅基板。” -AIMR)。“我们成功地实现了良好的射频匹配条件，以数值方式计算了读出精度，并将这些测量结果与直流测量结果进行了比较，以确认其一致性。这使我们能够通过射频反射测量来观察库仑钻石，这种现象表明在传导过程中形成了量子点通道，由泡沫引起的潜在波动驱动。”

大冢和他的团队提出的对射频反射计的改进为量子计算机等下一代设备的开发以及使用石墨烯等二维材料探索物理特性做出了重要贡献。

他们的研究细节发表在《应用物理评论》杂志上。

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