Pesquisadores da Concordia fizeram uma descoberta que pode ajudar seus dispositivos eletrônicos a ficarem ainda mais inteligentes.

Suas descobertas, que examinam o comportamento do elétron dentro da nanoeletrônica, foram publicados no jornal Nature Communications .

O artigo foi coautor do atual aluno de doutorado Andrew McRae (MSc 13) e Alexandre Champagne, professor associado de física na Faculdade de Artes e Ciências, junto com dois ex-alunos do Concordia, James M. Porter (MSc 15, BSc 11) e Vahid Tayari (PhD 14).

Champagne está satisfeito com a recepção que a pesquisa obteve. "Ficamos emocionados quando nosso artigo foi aceito por Nature Communications por causa do respeito que a revista tem na área, " ele diz.

Champanhe, o investigador principal do estudo, também é presidente do Departamento de Física da Concordia e da Cátedra de Pesquisa da Concordia University em Nanoeletrônica e Materiais Quânticos.

Nature Communications é um acesso aberto, revista multidisciplinar dedicada à publicação de pesquisas em biologia, física, química e ciências da terra. “A revista é conhecida por publicar avanços significativos dentro de cada área, "diz Champagne.

A natureza quântica dos elétrons

McRae, o autor principal do artigo, explica a pesquisa. "Nosso estudo lança luz sobre os problemas que os engenheiros enfrentam ao construir nanoeletrônica molecular, e como eles podem ser capazes de superá-los, aproveitando a natureza quântica dos elétrons, " ele diz.

"Nós mostramos experimentalmente que podemos controlar se as partículas carregadas positiva e negativamente se comportam da mesma maneira em transistores de nanotubos de carbono muito curtos. Em particular, mostramos que em alguns dispositivos com cerca de 500 átomos de comprimento, as cargas positivas são mais confinadas e agem mais como partículas, enquanto as cargas negativas são menos confinadas e agem mais como ondas. "

Esses resultados sugerem novas possibilidades de engenharia. "Isso significa que podemos aproveitar a natureza quântica dos elétrons para armazenar informações, "diz McRae.

Maximizar as diferenças entre a maneira como as cargas positivas e negativas se comportam pode levar a uma nova geração de dispositivos eletrônicos quânticos dois em um, ele explica. A descoberta pode ter aplicações em computação quântica, detecção de radiação e eletrônica de transistor.

Esse, por sua vez, poderia eventualmente levar a produtos eletrônicos de consumo mais inteligentes e eficientes.

Transistores quânticos ultracurtos

"As implicações mais interessantes são para a construção de circuitos quânticos com dispositivos únicos que podem armazenar ou passar informações quânticas junto com o toque de um botão, "diz McRae.

"Nosso estudo também mostra que podemos construir dispositivos com capacidades duplas, o que pode ser útil na construção de eletrônicos menores e na embalagem mais compacta. Além disso, esses transistores ultracurtos de nanotubos podem ser usados ​​como ferramentas para estudar a interação entre a eletrônica, magnetismo, mecânica e óptica, no nível quântico. "