Los científicos del Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea han demostrado por primera vez cómo se transportan los electrones desde un superconductor a través de un punto cuántico a un metal con conductividad normal. Este proceso de transporte a través de un punto cuántico teníaya se calculó teóricamente en la década de los noventa, pero los científicos de la Universidad de Basilea ahora han logrado probar la teoría con mediciones. Informan sobre sus hallazgos en la revista científica Cartas de revisión física .
Las propiedades de transporte, como la conductividad eléctrica, juegan un papel importante en las aplicaciones técnicas de nuevos materiales y componentes electrónicos. Se producen fenómenos completamente nuevos, por ejemplo, cuando se combinan un superconductor y estructuras de tamaño nanométrico, conocidas como puntos cuánticos, en un componente.
Los investigadores de la Universidad de Basilea que trabajan con el profesor Christian Schönenberger ahora han construido un punto cuántico entre un superconductor y un metal con conductividad normal para estudiar el transporte de electrones entre los dos componentes.
De hecho, debería ser imposible transportar electrones desde el superconductor a través de un punto cuántico a bajas energías. En primer lugar, los electrones nunca se producen individualmente en un superconductor, sino siempre en dos o en los llamados pares de Cooper, que solo puedenestar separados por cantidades relativamente grandes de energía. En segundo lugar, el punto cuántico es tan pequeño que solo se transporta una partícula a la vez debido a la fuerza repulsiva entre los electrones.
Sin embargo, en el pasado, los científicos han observado repetidamente que una corriente, sin embargo, corre entre el superconductor y el metal; en otras palabras, el transporte de electrones ocurre a través del punto cuántico.
Primera evidencia del mecanismo de transporte a través de un punto cuántico
Sobre la base de la mecánica cuántica, se desarrollaron teorías en los años noventa que indicaban que el transporte de pares de Cooper a través de un punto cuántico es completamente posible bajo ciertas condiciones. El requisito previo es que el segundo electrón siga al primero muy rápidamente, es decir, dentro deltiempo aproximadamente estipulado por el principio de incertidumbre de Heisenberg.
Los científicos de la Universidad de Basilea ahora han podido medir con precisión este fenómeno. En sus experimentos, los científicos encontraron exactamente las mismas resonancias discretas que se habían calculado teóricamente. Además, el equipo incluyó al estudiante de doctorado Jörg Gramich y su supervisor, el Dr.Andreas Baumgartner pudo proporcionar evidencia de que el proceso también funciona cuando la energía se emite al medio ambiente o se absorbe de él.
"Nuestros resultados contribuyen a una mejor comprensión de las propiedades de transporte de las nanoestructuras electrónicas superconductoras, que son de gran interés para las aplicaciones de tecnología cuántica", dice el Dr. Andreas Baumgartner.
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Materiales proporcionado por Universität Basel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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