L'elettronica moderna si basa su semiconduttori drogati. Per sintetizzare componenti elettronici, atomi droganti come alluminio o fosforo sono incorporati in cristalli di silicio ultrapuro. Ciò consente di adattare la conduttività dei semiconduttori in base all'applicazione desiderata. Nei moderni processori per computer elettronici, miniaturizzato a pochi nanometri, solo meno di dieci atomi droganti sono rilevanti per la funzionalità. componenti quantistici, che vengono utilizzati per nuovi computer quantistici o simulatori quantistici, andranno anche oltre in quanto richiedono un array con solo singoli atomi droganti in un cristallo di elevata purezza.

I fisici della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), guidati dal professor Ferdinand Schmidt-Kaler, hanno ora sviluppato un metodo per impiantare un numero preciso di singoli ioni droganti in un cristallo solido. La loro tecnica impianta l'elemento delle terre rare praseodimio in un cristallo di granato di ittrio e alluminio. Questi cristalli sono stati successivamente esaminati al microscopio confocale ad alta risoluzione in collaborazione con un team di ricercatori guidati dal professor Jörg Wrachtrup dell'Università di Stoccarda. Hanno determinato una precisione di posizionamento di 35 nanometri. In linea di principio, questa precisione è già sufficiente per impiantare array di ioni droganti in componenti per futuri processori quantistici.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati come highlight nell'attuale volume della rivista internazionale Lettere di revisione fisica e rappresentano un'importante innovazione con un ampio potenziale di applicazioni, poiché il metodo può essere esteso ad altri cristalli e atomi droganti.