Hochreiner Diamantwafer mit einem Durchmesser von 2 Zoll. Adamant Namiki Precision Jewel Co.
Die japanische Firma Adamant Namiki Precision Jewel Co. und Forscher aus Saga-Universität haben in Kyushu, Japan, ein neues Verfahren zur Massenproduktion von zwei Zoll 5 cm großen Wafern entwickelt aus Diamant.
Während die Verwendung von Diamanten eines der vielversprechendsten Materialien für istQuantencomputersysteme, zu viel Stickstoff in einem Diamanten stört seine Quantenspeicherfähigkeiten.
Der neuartige ultrahochreine Diamant enthält nicht mehr als drei Teile pro Milliarde Stickstoffatome, wie es für Quantenanwendungen wie Quantencomputer, Quantenspeicher und Quantensensorgeräte erforderlich ist.
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Die Diamantwafer, genannt Kenzan Diamond, könnten für Quantenspeicher verwendet werden, da die ultrahohe Reinheit des Diamanten es ermöglicht, satte 25 Exabyte, das Äquivalent von einer Milliarde Blu-Ray-Discs, an Daten zu speichern.
Bis jetzt, brauchbare Diamantkristalle waren nur etwa vier Millimeter im Quadrat. Es wird erwartet, dass diese neue Technologie in Zukunft zur Realisierung von Quantencomputern führen wird.
Diamantwafer werden hergestellt, indem die Kristalle auf einem Substratmaterial gezüchtet werden, normalerweise einer flachen Oberfläche. In der Diamantkristallzüchtungstechnologie muss Stickstoffgas verwendet werden, um eine hohe Wachstumsrate zu erzielen, daher werden Stickstoffverunreinigungen mit einer Konzentration von mehreren ppm gemischtin den Diamantkristall und kann nicht in einem Quantencomputer verwendet werden.
Das Hauptproblem bei dieser Methode ist, dass die Diamant kann unter Belastung brechen, was seine Qualität verschlechtert. Bei der neuen Methode verwendet das Team eine Substratoberfläche, die wie Stufen geformt ist, was die Belastung horizontal verteilt und Risse verhindert. Diese neu verwendete Oberfläche ermöglicht es ihnen, größere Diamantwafer mit höherer Reinheit herzustellen.
Die Forschungsergebnisse werden im Mai auf der International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology vorgestellt.
Adamant Namiki plant, Kenzen Diamonds im Jahr 2023 zu kommerzialisieren und gleichzeitig daran zu arbeiten, die Größe der Wafer zu verdoppeln.