Este descubrimiento en la nanoelectrónica podría llevar a dispositivos cuánticos reales y funcionales

Publicado a las 10:02 PM CST en Oct 18,2017 | Actualizado a las 10:02 PM CST en Oct 18,2017


Científicos de la Universidad de Concordia hicieron un gran avance que podría contribuir a que los equipos informáticos resulten todavía mucho más listos.

Los resultados, que estudian el comportamiento del electrón dentro de la nanoelectrónica, han sido publicados en la publicación Nature Communications («Giant electron-hole transport asymmetry in ultra-short quantum transistors«).

Los autores del trabajo fueron el actual alumno de PhD Andrew McRae  y Alexandre Champagne, profesor asistente de la cátedra de Física en la Facultad de Artes y Ciencias, junto con dos antiguos alumnos de Concordia, James M. Porter y Vahid Tayari .

Champagne está encantada con la recepción que la investigación ha obtenido. «Estábamos encantados cuando nuestro trabajo fue aceptado por Nature Communications debido al respeto que la revista tiene en el campo», dice.

Champagne, el investigador principal del estudio, es también presidente del Departamento de Física de Concordia y de la Cátedra de Investigación en Nanoelectrónica y Materiales Cuánticos de la Universidad de Concordia.

Nature Communications es una revista multidisciplinar de acceso abierto dedicada a la publicación de investigaciones en biología, física, química y ciencias de la tierra. «Se sabe que la revista publica avances significativos en cada área», dice Champagne.


La naturaleza cuántica de los electrones

McRae, el autor principal del artículo, explica la investigación. «Nuestro estudio arroja luz sobre los problemas que enfrentan los ingenieros al construir nanoelectrónica molecular, y sobre cómo podrían superarlos aprovechando la naturaleza cuántica de los electrones», dice.

 

«Hemos demostrado experimentalmente que podemos controlar si las partículas cargadas positiva y negativamente se comportan de la misma manera en transistores de nanotubos de carbono muy pequeños. En concreto, hemos demostrado que en algunos dispositivos de unos 500 átomos de longitud, las cargas positivas están más confinadas y actúan más como partículas, mientras que las cargas negativas están menos confinadas y actúan más como ondas».

 

Estos hallazgos sugieren nuevas perspectivas de ingeniería. » Significa que podemos aprovechar la naturaleza cuántica de los electrones para almacenar información «, dice McRae.

 

Maximizar las diferencias entre la forma en que se comportan las cargas positivas y negativas podría llevar a una nueva serie de dispositivos electrónicos cuánticos dos en uno, explica. El descubrimiento podría tener aplicaciones en computación cuántica, detección de radiación y electrónica de transistores.
Esto, a su vez, podría conducir a una electrónica de consumo más inteligente y eficiente.

Transistores cuánticos ultra cortos

«Las implicaciones más interesantes son construir circuitos cuánticos con dispositivos individuales que pueden almacenar o pasar información cuántica junto con la pulsación de un interruptor», dice McRae.

 

«Nuestro estudio también muestra que podemos construir dispositivos con capacidades duales, lo que podría ser útil para construir aparatos electrónicos más pequeños y empaquetar las cosas con mayor rigidez. Además, estos transistores de nanotubo ultracorto podrían ser utilizados como herramientas para estudiar la interacción entre electrónica, magnetismo, mecánica y óptica, a nivel cuántico».


Referencias & Fuentes

nature.comGiant electron-hole transport asymmetry in ultra-short quantum transistors

arxiv.orgGiant Electron-hole Charging Energy Asymmetry in Ultra-short Carbon Nanotubes

sciencedaily.comNanoelectronics breakthrough could lead to more efficient quantum devices

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