|
یک تیم تحقیقاتی به رهبری مهندسان دانشگاه بوفالو ابزار جدیدی توسعه داده‌اند که با
استفاده از آن به راحتی می‌توان اسپین الکترون‌ها را به دام انداخت، آنها را
شناسایی و دستکاری نمود.
این پیشرفت می‌تواند بر بسیاری از موانع موجود بر سر راه اسپینترونیک و محاسبات
کوانتومی غلبه کند. نتیجه کار این محققان در مقاله‌ای به صورت آنلاین روی سایت
اینترنتی Physical Review Letters منتشر شده است.
دکتر جاناتان بیرد استاد مهندسی برق در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه
بوفالو و محقق اصلی این پروژه می‌گوید: «دستکاری و کنترل اسپین الکترون‌های منفرد
چالش فنی بسیار بزرگی است که غلبه بر آن می‌تواند عرصه‌های جدیدی از نانوالکترونیک
را روی محققان باز کند».
او می‌افزاید: «در مقاله منتشر شده ما راهکار جدیدی برای به دام انداختن، دستکاری و
شناسایی اسپین الکترون‌های منفرد ارائه نموده‌ایم که این قابلیت را دارد تا در
آینده با افزایش مقیاس این روش، در مدارات مجتمع بسیار چگال مورد استفاده قرار
بگیرد».
با وجودی که اخیراً گروه‌های زیادی به دام انداختن اسپین الکترون را گزارش کرده‌اند،
اما تمام آنها برای این کار از نقاط کوانتومی (نیمه‌هادی‌های نانومقیاس) استفاده
نموده‌اند که می‌تواند در دماهای بسیار پایین (زیر یک درجه کلوین) اسپین الکترون‌ها
را به دام بیاندازد.
بیرد می‌گوید خنک کردن ابزارها و رایانه‌ها تا این حد به طور معمول امکان‌پذیر نیست
و این امر باعث می‌شود که این سیستم‌ها به تغییرات محیطی بسیار حساس شوند. در عوض
سیستم طراحی شده توسط محققان دانشگاه بوفالو اسپین الکترون‌ها را در دمای حدود ۲۰
درجه کلوین تشخیص می‌دهد و بنا بر گفته بیرد، این راهکار می‌تواند موجب توسعه یک
فناوری پایا گردد.
به علاوه، سیستمی که آنها توسعه داده‌اند به دروازه‌های منطقی نسبتاً کمی نیاز دارد
و این امر افزایش مقیاس آن را در مدارات مجتمع بسیار پیچیده عملی می‌سازد. دروازه‌های
منطقی اجزایی در نیمه‌هادی‌ها می‌باشند که جریان را کنترل می‌کنند.
سیستمی که این دانشمندان توسعه داده‌اند از طریق اعمال انتخابی ولتاژ به دروازه‌های
فلزی که روی سطح ساخته شده‌اند، جریان الکتریکی را در نیمه‌هادی‌ها کنترل می‌کند.
بیرد توضیح می‌دهد که بین این دروازه‌ها یک شکاف نانومقیاس وجود دارد و زمانی که
ولتاژ به آنها اعمال می‌شود، در این شکاف نانومقیاس است که نقطه اتصال کوانتومی
تشکیل می‌شود.
او می‌گوید با تغییر ولتاژ اعمالی به این دروازه‌ها عرض این شکاف می‌تواند به طور
مداوم کمتر شده و به جایی برسد که کاملاً بسته شود.
|
