I ricercatori di Concordia hanno fatto una svolta che potrebbe aiutare i tuoi dispositivi elettronici a diventare ancora più intelligenti.

Le loro scoperte, che esaminano il comportamento degli elettroni all'interno della nanoelettronica, sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

L'articolo è stato co-autore dell'attuale dottorando Andrew McRae (MSc 13) e Alexandre Champagne, professore associato di fisica presso la Facoltà di Lettere e Scienze, insieme a due alumni Concordia, James M. Porter (MSc 15, BSc 11) e Vahid Tayari (PhD 14).

Champagne è soddisfatto dell'accoglienza ricevuta dalla ricerca. "Siamo stati entusiasti quando il nostro documento è stato accettato da Comunicazioni sulla natura per il rispetto che la rivista ha nel campo, " lui dice.

Champagne, ricercatore principale dello studio, è anche presidente del Dipartimento di Fisica della Concordia e della Concordia University Research Chair in Nanoelectronics and Quantum Materials.

Nature Communications è un accesso aperto, rivista multidisciplinare dedicata alla pubblicazione di ricerche in biologia, fisica, chimica e scienze della terra. "La rivista è nota per pubblicare progressi significativi all'interno di ciascuna area, "dice Champagne.

La natura quantistica degli elettroni

McRae, l'autore principale del giornale, spiega la ricerca. "Il nostro studio fa luce sui problemi che gli ingegneri devono affrontare quando costruiscono nanoelettronica molecolare, e come potrebbero essere in grado di superarli sfruttando la natura quantistica degli elettroni, " lui dice.

"Abbiamo dimostrato sperimentalmente che possiamo controllare se le particelle cariche positivamente e negativamente si comportano allo stesso modo in transistor di nanotubi di carbonio molto corti. In particolare, abbiamo dimostrato che in alcuni dispositivi lunghi circa 500 atomi, le cariche positive sono più confinate e si comportano più come particelle, mentre le cariche negative sono meno ben confinate e agiscono più come onde."

Questi risultati suggeriscono nuove possibilità ingegneristiche. "Ciò significa che possiamo sfruttare la natura quantistica degli elettroni per memorizzare informazioni, "dice McRae.

Massimizzare le differenze tra il modo in cui si comportano le cariche positive e negative potrebbe portare a una nuova generazione di dispositivi elettronici quantistici due in uno, lui spiega. La scoperta potrebbe avere applicazioni nell'informatica quantistica, il rilevamento delle radiazioni e l'elettronica a transistor.

Questo, a sua volta, potrebbe portare a un'elettronica di consumo più intelligente ed efficiente.

Transistor quantistici ultracorti

"Le implicazioni più interessanti sono per la costruzione di circuiti quantistici con singoli dispositivi in ​​grado di memorizzare o trasmettere informazioni quantistiche insieme al tocco di un interruttore, "dice McRae.

"Il nostro studio mostra anche che possiamo costruire dispositivi con doppia capacità, che potrebbe essere utile per costruire dispositivi elettronici più piccoli e imballare le cose in modo più stretto. Inoltre, questi transistor a nanotubi ultracorti potrebbero essere utilizzati come strumenti per studiare l'interazione tra elettronica, magnetismo, meccanica e ottica, a livello quantistico".