Nou dispositiu nanotub per al transport i la mecànica quàntica

L'emmagatzematge, el processament i la transmissió de la informació quàntica és la base de la tecnologia quàntica. Aconseguir estats quàntics que estiguin aïllats de l'entorn és una de les claus per al desenvolupament del camp. Tot i que en els últims anys s'han assolit avenços destacables en la fabricació de dispositius que processin la informació quàntica, la presència d'imperfeccions durant el procés de fabricació en continua limitant la seva qualitat.

Una de les plataformes per a fer aquests dispositius són els nanotubs de carboni, objectes quàntics fets de cilindres concèntrics de grafè, que es poden sintetitzar i mesurar. Es fan servir de manera habitual per a estudiar diversos fenòmens quàntics, ja que posseeixen propietats mecàniques, elèctriques i òptiques excepcionals que podrien utilitzar-se per a processar informació quàntica.

Ara, l'equip d'investigadors de l'ICFO del grup Quantum NanoElectronics and NanoMechanics Roger Tormo-Queralt, Christoffer Moller, Stefan Forstner, Gernot Gruber, Chandan Samanta, Marta Cagetti, Jennifer Sánchez-Naranjo i Núria Urgell-Ollé, dirigits pel prof. Adrian Bachtold en col·laboració amb Suzanne Miller i David Czaplewski del Center for Nanoscale materials, publica a la revista NanoLetters un mètode per a fabricar dispositius de nanotubs de carboni amb una gran quantitat d'elèctrodes de porta, i demostra la qualitat del dispositiu realitzant mesuraments del transport quàntic.

Dispositius quàntics d'alta qualitat

Els investigadors van partir d’un dispositiu prototip, que consistia en un nanotub de carboni suspès sobre una porta feta de cables de platí, que connectava una font i un elèctrode de drenatge. Després, van passar a miniaturitzar els elèctrodes de porta, col·locant cinc cables de 40 nanòmetres d'amplada damunt de les crestes d'òxid de silici, separats entre si per la mateixa distància. Aquest disseny oferia dos avantatges principals; d'una banda, els dispositius podien suportar les altes temperatures de la deposició química de vapor, fins a 1000 °C, sense majors problemes. I de l’altre, el disseny final oferia excel·lents característiques de transport quàntic.

El mètode proposat podria ajudar a construir una nova generació de dispositius quàntics d'alta qualitat en entorns ultra nets, que permetria a la seva vegada desenvolupar nanotubs sense contaminació superficial, que podrien ser potencialment útils en aplicacions relacionades amb el desenvolupament de punts quàntics dobles, qubits d'espín i qubits mecànics.