Fenómenos de condutância quântica em semicondutores e metais. a) Representação esquemática de um dispositivo baseado em semicondutor mostrando quantização de condutância, onde um 2DEG é formado na interface de uma heterojunção. O contato de ponto quântico é realizado aplicando uma tensão negativa aos eletrodos de porta enquanto mede as propriedades de transporte através de contatos para o 2° em ambos os lados da constrição. A largura de constrição (W) pode ser variada por meio da tensão de porta aplicada. b) Representação esquemática de um dispositivo de base metálica onde a quantização da condutância pode ser observada quando o contato metálico é de dimensões atômicas. Crédito:Gianluca Milano et al, Materiais Avançados (2022). DOI:10.1002/adma.202201248
Em nanoescala, as leis da física clássica de repente se tornam inadequadas para explicar o comportamento da matéria. É justamente nessa conjuntura que a teoria quântica entra em cena, descrevendo efetivamente os fenômenos físicos característicos do mundo atômico e subatômico. Graças ao comportamento diferenciado da matéria nessas escalas de comprimento e energia, é possível desenvolver novos materiais, dispositivos e tecnologias baseados em efeitos quânticos, o que poderá render uma verdadeira revolução quântica que promete inovar áreas como criptografia, telecomunicações e computação.
A física de objetos muito pequenos, já na base de muitas tecnologias que usamos hoje, está intrinsecamente ligada ao mundo das nanotecnologias, o ramo da ciência aplicada que trata do controle da matéria em escala nanométrica (um nanômetro é um bilionésimo de um metro). Esse controle da matéria em nanoescala está na base do desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos.
Dentre estes, os memristores são considerados dispositivos promissores para a realização de novas arquiteturas computacionais emulando funções do nosso cérebro, permitindo a criação de sistemas computacionais cada vez mais eficientes e adequados para o desenvolvimento de todo o setor de inteligência artificial, como recentemente demonstrado pelo Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica ( INRiM) pesquisadores em colaboração com várias universidades e institutos de pesquisa internacionais.
Nesse contexto, o projeto EMPIR MEMQuD, coordenado pelo INRiM, visa estudar os efeitos quânticos em tais dispositivos, nos quais as propriedades de condução eletrônica podem ser manipuladas para permitir a observação de fenômenos de condutividade quantizada à temperatura ambiente. Além de analisar os fundamentos e desenvolvimentos recentes, o trabalho de revisão "Quantum Conductance in Memristive Devices:Fundamentals, Developments, and Applications" publicado recentemente na revista
Advanced Materials , analisa como esses efeitos podem ser usados para uma ampla gama de aplicações, desde a metrologia até o desenvolvimento de memórias de última geração e inteligência artificial.
+ Explorar mais A pesquisa demonstra uma nova técnica para melhorar a distribuição de chaves quânticas de longa distância em um campo do mundo real
