Nuevo dispositivo de nanotubos para el transporte y la mecánica cuántica

El almacenamiento, procesamiento y transmisión de información cuántica es la base de la tecnología cuántica. Por eso, conseguir estados cuánticos que estén aislados del entorno es una de las claves para el desarrollo del campo. A pesar de que en los últimos años se han logrado avances destacables en la fabricación de dispositivos de procesamiento de información cuántica, la presencia de imperfecciones durante el proceso de fabricación sigue limitando su calidad.

Una de las plataformas donde se desarrollan estos dispositivos son los nanotubos de carbono, que son objetos cuánticos hechos de cilindros concéntricos de grafeno, que se pueden sintetizar y medir. Se usan de manera habitual para estudiar varios fenómenos cuánticos ya que poseen propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas excepcionales que podrían utilizarse para procesar información cuántica.

Ahora, el equipo de investigadores del ICFO del grupo Quantum NanoElectronics and NanoMechanics Roger Tormo-Queralt, Christoffer Moller, Stefan Forstner, Gernot Gruber, Chandan Samanta, Marta Cagetti, Jennifer Sánchez-Naranjo y Núria Urgell-Ollé, dirigido por el Prof. Adrian Bachtold en colaboración con Suzanne Miller y David Czaplewski del Center for Nanoscale materials, publica en la revista NanoLetters un método para fabricar dispositivos de nanotubos de carbono con una gran cantidad de electrodos de puerta,y demuestra la calidad del dispositivo realizando mediciones del transporte cuántico.

Dispositivos cuánticos de alta calidad

Los investigadores comenzaron con un dispositivo prototipo, que consistía en un nanotubo de carbono suspendido sobre una puerta hecha de cables de platino, que conectaba una fuente y un electrodo de drenaje. Luego, pasaron a miniaturizar los electrodos de puerta, colocando cinco cables de 40 nm de ancho encima de las crestas de óxido de silicio, separados entre sí por la misma distancia. Este diseño ofrecía dos ventajas principales. Por un lado, los dispositivos podían soportar las altas temperaturas de la deposición química de vapor, hasta 1000ºC, sin mayores problemas. Además, el diseño final ofrecía también excelentes características de transporte cuántico.

El método desarrollado podría ayudar a construir una nueva generación de dispositivos cuánticos de alta calidad en entornos ultra limpios, lo que permitirá el desarrollo de nanotubos sin contaminación superficial que podrían ser potencialmente útiles en aplicaciones relacionadas con el desarrollo de puntos cuánticos dobles, cúbits de espín y cúbits mecánicos.