我国首次发布硅-28硅烷特气与外延片成果，补齐硅基量子芯片上游材料短板

成果发布概况

• 10月22日消息，在近日举行的第二届量子科技前沿论坛上，硅及先进半导体材料全国重点实验室、浙江大学杭州国际科创中心量子信息硅团队，国内首次发布了硅-28硅烷特气与外延片两项成果，为硅基量子芯片研发补上了关键的上游材料短板。

量子计算背景与硅-28的重要性

• 量子计算被视为下一代科技革命的重要引擎，而硅基量子芯片是最有可能推动其规模化应用的技术路线之一。

• 量子比特虽然能利用量子叠加特性处理信息，但也极易受到环境噪声的干扰。

• 如何延长量子态的相干时间，是当前量子计算研究的核心课题。

• 硅元素拥有硅-28、硅-29、硅-30三种稳定同位素。

• 其中，硅-28的原子核自旋为零，能极大降低量子计算中的环境噪声干扰，被誉为世界上最纯净的硅，是研制硅基量子芯片不可或缺的关键材料。

• 然而，由于同位素化学性质极为接近，高丰度硅-28的分离与富集长期面临极高的技术壁垒。

成果具体指标与意义

• 此次发布的硅-28硅烷特气，经中国计量科学研究院检测，硅-28丰度达到99.99576%，化学纯度达99.99998%，达到国际领先水平。

• 依托该特气，团队自主研制了4英寸硅-28外延片，经二次离子质谱检测，外延层硅-28丰度达到99.9937%。

• 这两项成果打通了从核心气源到外延基材的关键两环，填补了国内相关材料领域的空白，标志着我国在硅基量子计算核心上游材料领域取得了自主可控的阶段性突破。

• 未来，高丰度硅-28的应用还有望向精密传感、微纳器件等前沿领域进一步拓展。浙江大学