(PhysOrg.com) -- Matthew Doty, professore assistente presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali dell'Università del Delaware, è coautore di due articoli che esplorano nuovi metodi per assemblare punti quantici per controllare il modo in cui gli elettroni interagiscono con la luce e i campi magnetici per applicazioni nei dispositivi informatici di nuova generazione e nella cattura dell'energia solare.

I giornali sono apparsi di recente in Revisione fisica B , una rivista dell'American Physical Society (APS). Entrambi gli articoli sono stati selezionati come "Suggerimenti dell'editore, ” una designazione riservata solo al cinque per cento degli articoli presentati alla rivista.

Il gruppo di Doty studia i punti quantici, minuscoli semiconduttori che possono intrappolare singoli elettroni in un modo paragonabile ad atomi come l'idrogeno e l'elio. I punti quantici vengono spesso definiti "atomi artificiali" perché hanno proprietà elettroniche simili agli atomi naturali. Il gruppo di Doty esplora il modo in cui questi "atomi artificiali" possono essere assemblati per creare "molecole artificiali". le proprietà di queste molecole di punti quantici possono essere adattate per creare proprietà uniche e sintonizzabili per gli elettroni intrappolati nelle molecole.

La prima carta, dal titolo “In situ tunable g factor per un singolo elettrone confinato all'interno di una molecola di punto quantico di InAs, ” documenta una nuova strategia per ingegnerizzare le proprietà di spin di singoli elettroni confinati.

Il team di Doty dimostra questa strategia progettando, fabbricazione e caratterizzazione di una molecola di punto quantico che consente di sintonizzare le proprietà degli elettroni con un piccolo cambiamento nella tensione applicata alla molecola. Il successo della strategia convalida un nuovo approccio all'ingegneria dei dispositivi optoelettronici con una potenza di calcolo notevolmente migliorata.

L'autore principale del documento era Weiwen Liu, uno studente di dottorato nel gruppo di ricerca di Doty. I coautori includono gli studenti di dottorato in ingegneria UD Ramsey Hazbun e Shilpa Sanwlani; James Kolodzey, Charles Black Evans Professore di Ingegneria Elettrica e Informatica; e Allan Bracker e Daniel Gammon del Laboratorio di ricerca navale.

La seconda carta, dal titolo “Signature spettroscopiche di interazioni a molti corpi e stati delocalizzati in molecole di punti quantici laterali autoassemblati, ” descrive un diverso disegno molecolare, in cui i due punti quantici sono posti uno accanto all'altro invece che uno sopra l'altro. La geometria laterale cambia il modo in cui gli elettroni sono intrappolati nella molecola e crea stati molecolari elettronici più complessi. Questi nuovi stati elettronici della progettazione molecolare laterale forniscono un modello per nuove architetture di calcolo che superano i limiti di scala del calcolo convenzionale basato sulla carica mediando le interazioni tra singoli spin confinati.

Xinran Zhou, uno studente di dottorato nel gruppo di ricerca di Doty, è stato l'autore principale del documento. I coautori includono gli studenti di dottorato UD Shilpa Sanwlani e Weiwen Liu e ricercatori della Kwangoon University of South Korea, l'Università dell'Arkansas e l'Università di Scienze e Tecnologie Elettroniche della Cina.