Single-hole pump in germanium
Single-hole pump in germanium
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锗单孔泵
DOI：
10.1088/1361-6463/ac181d
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Rossi A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rossi A
单电荷泵是基于量子的单位安培标准的主要候选者，因为它们可以产生精确和量子化的电流。为了在精度和操作速度方面达到计量要求，在过去的十年中，人们一直关注基于半导体的设备。各种半导体材料的使用使得电荷泵设备的普适性得到了测试，这是计量学的一个非常理想的演示，GaAs和Si泵处于这些测试的最前沿。在这里，我们展示了泵浦可以在一种尚未开发的半导体中实现，即锗。我们实现了在Ge/SiGe异质结构界面上静电定义可调势垒量子点的单孔泵。我们观察到量化的电流平台，驱动系统与单一正弦驱动器高达100 MHz的频率。多点的偶然形成可能是由于无序电位和随机电荷波动，从而影响了原型的运行。我们建议在未来的实验中直接改进制造工艺以改善泵的特性。
Single-charge pumps are the main candidates for quantum-based standards of the unit ampere because they can generate accurate and quantized electric currents. In order to approach the metrological requirements in terms of both accuracy and speed of operation, in the past decade there has been a focus on semiconductor-based devices. The use of a variety of semiconductor materials enables the universality of charge pump devices to be tested, a highly desirable demonstration for metrology, with GaAs and Si pumps at the forefront of these tests. Here, we show that pumping can be achieved in a yet unexplored semiconductor, ie germanium. We realise a single-hole pump with a tunable-barrier quantum dot electrostatically defined at a Ge/SiGe heterostructure interface. We observe quantized current plateaux by driving the system with a single sinusoidal drive up to a frequency of 100 MHz. The operation of the prototype was affected by accidental formation of multiple dots, probably due to disorder potential, and random charge fluctuations. We suggest straightforward refinements of the fabrication process to improve pump characteristics in future experiments.
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