[发明专利]具有共享栅的量子点阵列设备

权利要求书

1.一种器件，其包括：

量子点器件的量子阱堆叠结构，其中所述量子阱堆叠结构包括多行量子点形成区域，并且绝缘材料存在于所述多行中的相邻行之间；以及

遍布所述行中的多个行的栅，

其中所述量子点被所述量子点形成区域约束在行中并且被所述栅约束在列中，

其中所述量子阱堆叠结构包括连续的量子阱堆叠，其包括多行的量子点形成区域，以及

其中所述绝缘材料位于所述连续的量子阱堆叠上方，所述绝缘材料包括对应于所述多个行的多个沟槽，并且所述多个沟槽朝向所述连续的量子阱堆叠延伸，

其中所述量子阱堆叠结构包括第一和第二量子阱层，所述栅是被设置在所述量子阱堆叠结构的第一面上的第一栅，并且所述器件进一步包括：

第二栅，其被设置在所述量子阱堆叠结构的第二面上，其中所述第二面与所述第一面相反，

通过向所述第一栅施加电信号而在所述量子阱堆叠结构中形成的第一量子点，通过向所述第二栅施加电信号而在所述量子阱堆叠结构中形成的第二量子点，通过检测由所述量子点中的电荷生成的电场来利用所述第二量子点感测的所述第一量子点的量子态。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述栅包括遍布所述行中的多个行的栅金属。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述栅是遍布所述行中的多个行的多个栅中的一个。

4.根据权利要求3所述的器件，进一步包括：

间隔部材料，其被设置在多个栅中的邻近的栅之间。

5.根据权利要求1所述的器件，进一步包括：

被设置在所述栅上的层间电介质（ILD）；以及

导电接触部，其贯穿ILD以接触所述栅的栅金属。

6.根据权利要求1所述的器件，其中所述栅的栅金属至少部分地设置在所述多个沟槽中的每一个中。

7.根据权利要求6所述的器件，其中栅电介质被设置在所述栅金属与所述连续的量子阱堆叠之间的沟槽的底部处。

8.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二栅是在所述量子阱堆叠结构周围的第一栅的镜像。

9.一种操作量子点器件的方法，其包括：

向接近于量子阱堆叠结构的第一面设置的第一组栅施加电信号，以使第一量子点在所述量子阱堆叠结构中形成，其中所述量子阱堆叠结构限定接近于所述第一面的多个第一行量子点形成区域，并且所述第一组栅中的每个栅遍布所述多个第一行，其中所述量子点被所述量子点形成区域约束在行中并且被所述栅约束在列中；

向接近于所述量子阱堆叠结构的第二面设置的第二组栅施加电信号，以使第二量子点在所述量子阱堆叠结构中形成，其中所述量子阱堆叠结构限定接近于所述第二面的多个第二行量子点形成区域，并且所述第二组栅中的每个栅遍布所述多个第二行；并且

通过检测由所述量子点中的电荷生成的电场来利用所述第二量子点感测所述第一量子点的量子态，其中可以向所述栅中的每一个单独地施加电压，所述栅可以被用作垒栅以调整形成在邻近的栅下面的量子点之间的势垒。

10.根据权利要求9所述的方法，其中利用所述第二量子点感测所述第一量子点的量子态包括利用所述第二量子点感测所述第一量子点的自旋态。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的方法，其中，所述第一量子点是通过向所述第一组栅施加电信号而在所述第一行量子点形成区域中形成的多个第一量子点中的一个。

12.根据权利要求9-10中任一项所述的方法，其中所述量子阱堆叠结构的第一面上的第一组栅的布置通过所述量子阱堆叠结构的第二面上的第二组栅的布置来镜像化。