Cele mai mici puncte cuantice

Cercetătorii de la Institutul Naţional pentru Nanotehnologie al Canadei şi Universitatea din Alberta ¹ au atins un nou nivel de control individual al electronilor, un rezultat care aduce dispozitivele bazate pe punctele cuantice mai aproape de implementare

Conform rezultatelor publicate în revista Physical Review Lettes din luna ianuarie ², aceştia au realizat experimental cele mai mici puncte cuantice produse vreodată, având numai 1 nm (!) în diametru.

Adesea numite atomi artificiali, din cauza similarităţii cu spectrul energetic al atomilor, punctele cuantice până acum fuseseră realizate cu dimensiuni între 2 şi 50 nm. Acestea au propietati electronice extraodinare, cum ar fi entanglementul sau realizarea inseparabilitaţii cuantice a spinilor a doi electroni. Acestea permit controlul interacţiilor între electroni să fie folosite în tehnica computaţională. Pentru a vedea efecte cuantice în dispozitive electronice există două soluţii: fie se reduce temperatura până aproape de zero absolut încât energia termică să devină mai mică decât energia stărilor uniparticula, fie se reduce dimensiunea foarte mult, respectiv se creşte energia potenţialului de confinare a electonilor, suficient de mult încât să fie mai mare decât energia termică.

Până acum punctele cuantice au putut fi folosite doar la temperaturi foarte mici (<4.2K, respectiv <-270^oC), însă aceste puncte cuantice produse de grupul canadian sunt suficient de mici încât funcţionează la temperatura camerei. Cercetătorii se aşteaptă ca propunerile teoretice de folosire a punctelor cuantice în tehnologia computaţională sa devină în curand realitate.

Aceste puncte cuantice au mai demonstrat un alt avantaj – controlul individual al electronilor folosind foarte puţină energie. Consumul redus fiind văzut drept cheia folosirii punctelor cuantice în noi forme a dipozitivelor bazate pe siliciu.

¹ Credit – imaginea apartine University of Alberta/Prof. Robert A. Wolkow

² Physical Review Letters, 102, 046805 (2009)