محققان آلمانی با استفاده از فرآیند لیتوگرافی موفق به تولید نقاط کوانتومی مغناطیسی شدند. مزیت روش این گروه آن است که می‌توان نقاط کوانتومی منفرد تولید کرد.
تولید نقاط کوانتومی مغناطیسی منفرد
نقاط کوانتومی بلورهای نیمه‌هادی هستند که از صدها اتم تشکیل شده‌اند و در نهایت ساختاری ایجاد کرده‌اند که صفر بعدی است این مواد به اتم‌های مصنوعی نیز ملقب شده است. محققان از ترکیبات مختلف، نقاط کوانتومی با ابعاد متفاوت تولید کرده‌اند. اخیرا دانشمندان نشان دادند که می‌توان نقاط کوانتومی مغناطیسی منفرد تولید کرد که قطر هر یک کمتر از آنها ۲۵۰ نانومتر باشد این کوچکترین مقداری است که تاکنون گزارش شده است.
پژوهشگران دانشگاه ورزبورگ مقاله‌ای در نشریه Nanotechnology به چاپ رساندند که در آن جزئیات تولید نقاط کوانتومی مغناطیسی ارائه شده است. کولد از محققان این پروژه می‌گوید این اولین باری نیست که نقاط کوانتومی مغناطیسی تولید می‌شود پیش از این نیز این نقاط با استفاده از روش خودآرایی تولید شده بود. اما تمام روش‌هایی که پیش از این استفاده شده بود منتهی به تولید میلیون‌ها نقطه کوانتومی می‌شد این در حالی است که امکان تولید نقطه کوانتومی منفرد وجود نداشته است. از آنجایی که محصول به‌دست آمده با این روش حاوی نقاطی با ابعاد و ویژگی‌های مختلف است بنابراین نمی‌توان یک نوع نقطه خاص با ویژگی منحصر به‌فرد را از میان این محصولات جدا کرد. اما این روش جدید به دانشمندان این امکان را می‌دهد که اتم‌های مغناطیسی مصنوعی منفرد تولید کنند.
در این پژوهش از فرآیند چند مرحله‌ای برای این کار استفاده شده است. یکی از مهمترین مراحل ان لیتوگرافی پرتوالکترونی است که با استفاده از آن حفره‌های عمیقی روی سطح ایجاد می‌شود. سپس روی آن پوششی قرار داده می‌شود. برای تست محصول به‌دست آمده محققان آن را تا نزدیک دمای صفر مطلق سرد کردند سپس هدایت الکتریکی نقاط کوانتومی را هنگام اعمال ولتاژ محاسبه کردند. نتایج این تست نشان داد که سطح انرژی نقاط کوانتومی روی میدان مغناطیسی پیرامون آن تاثیرگذار است. بنابراین مشخص شد که محصول به‌دست آمده یک ماده پارامغناطیس بسیار قوی است به‌طوری که قدرت آن بسیار بیشتر از مواد پارامغناطیسی است که تاکنون تولید شده است.نتایج این تست‌ها نشان داد که این گروه موفق شدند اتم‌های مغناطیسی مصنوعی تولید کنند. پژوهشگران این پروژه می‌گویند نقاط کوانتومی مغناطیسی کاربردهای عملی محدودی دارد اما این نتایج می‌تواند مسیر استفاده از این مواد را هموار کند. یکی از دلایل عدم تجاری شدن این نوع مواد، دمای کارکرد بسیار پایین آنها است بنابراین اگر روشی برای تولید و به‌کارگیری آنها در دمای محیط ارائه شود، این چالش پشت سر گذاشته خواهد شد.
