Un transistor de un solo electrón SET es un dispositivo eléctrico que aprovecha un extraño fenómeno cuántico llamado tunelización para transportar electrones individuales a través de un aislante delgado. El dispositivo sirve como un interruptor de encendido / apagado en la escala más pequeña y podría reproducir unpapel importante en la computación cuántica.
Un grupo de investigadores en Japón está explorando el comportamiento de cierto tipo de SET hecho de dos puntos cuánticos, que son trozos de material tan pequeños que comienzan a exhibir propiedades cuánticas. El grupo ha producido un análisis detallado de las características eléctricas delos llamados SET de doble punto cuántico, que podrían ayudar a los investigadores a diseñar mejores dispositivos para manipular electrones individuales. Informan sus hallazgos en el Journal of Applied Physics, de AIP Publishing.
El equipo comenzó su trabajo fabricando los electrodos del SET, que estaban separados por un espacio de escala nanométrica, con una técnica de chapado en oro sin electricidad. Luego sintetizaron nanopartículas de oro de tamaño controlado dentro del espacio.
Para hacer esto, "ensamblaron químicamente una serie de SET de doble punto al anclar dos nanopartículas de oro entre los electrodos de nanogap con moléculas de alcanoditiol para formar una monocapa autoensamblada", explicó Yutaka Majima, profesora del Laboratorio de Materiales y Estructurasen el Instituto de Tecnología de Tokio.
El equipo probó las propiedades eléctricas del dispositivo y descubrió que las regiones dentro de los puntos cuánticos exhibían una conductancia cero y un número de electrones estable, ambos rasgos altamente deseables para la computación cuántica. Estas regiones se llaman diamantes de Coulomb y sus propiedades son "extraordinariamente estables".y codiciado ", dijo Majima.
Los mismos investigadores habían encontrado anteriormente diamantes de Coulomb en SET de un solo punto cuántico.
El grupo, que también incluye miembros de la Universidad de Kyoto, la Universidad de Tsukuba y la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón JST, pudo determinar, a través de análisis teóricos y experimentales, muchos parámetros eléctricos importantes adicionales deSET. Luego, el equipo vinculó estos parámetros a la geometría del dispositivo.
"Gracias a la estabilidad [del diamante de Coloumb], podríamos determinar los parámetros equivalentes del circuito con precisión analizando las características eléctricas del dispositivo", dijo Majima. "La estimación precisa de los parámetros del circuito da como resultado la determinación de estructuras de doble punto, quepuede ser crítico para dispositivos reproducibles de un solo electrón "
Majima y sus colegas encontraron que los parámetros evaluados "se correspondían bien con las estructuras geométricas del dispositivo", que pudieron observar mediante microscopía electrónica de barrido.
En términos de aplicaciones, es bastante posible que el trabajo del equipo con SET de doble punto encuentre un uso futuro dentro de la electrónica cuántica para manipular un solo electrón y su espín.
El siguiente objetivo de los investigadores es "manipular y controlar un solo electrón y su giro en dispositivos de un solo electrón de doble punto mediante el uso de electrodos asimétricos de compuerta lateral para demostrar qubits de giro", dijo Majima.
Qubits, también conocidos como bits cuánticos, pueden codificar tanto un "cero" como un "uno" al mismo tiempo dentro de su giro relativo, por lo que se los persigue para almacenar y manipular información en computadoras cuánticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :