(PhysOrg.com) - "Os nanotubos de carbono são empolgantes para a física fundamental, e para potenciais aplicações tecnológicas, "Nadya Mason conta PhysOrg.com . "Contudo, geralmente somos limitados na maneira como podemos estudá-los. Muitas dessas limitações têm a ver com o controle de tunelamento, ou a forma como os elétrons entram e saem do nanotubo. "Para superar essa limitação, Pedreiro, um cientista da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, participou de um experimento usando uma sonda de túnel supercondutor em um nanotubo de carbono para observar características espectroscópicas.

Mason trabalhou com Travis Dirks e Yung-fu Chen na Universidade de Illinois, bem como Norman Birge na Michigan State University, desenvolver uma técnica para mapear mudanças na condutância através de um ponto quântico de nanotubo de carbono. “Esperamos ver o que está acontecendo no interior, ao invés do que é influenciado pelos contatos, Mason explica. “Então podemos chegar à eletrônica fundamental dos pontos quânticos, que pode ser a chave para as tecnologias quânticas futuras. ” Os resultados do trabalho da equipe podem ser vistos em Cartas de Física Aplicada :“Espectroscopia de tunelamento supercondutor de um ponto quântico de nanotubo de carbono.”

Existem três elementos para a técnica, de acordo com Mason. "Primeiro, há um ponto quântico de nanotubo de carbono, que pode atuar como um modelo "partícula em uma caixa" com estados de energia quantizados. Próximo, fazemos um túnel para o interior. A sonda não invasiva nos permite estudar a eletrônica em massa, e também para testar separadamente o efeito das tensões ao longo do comprimento do tubo. ”

O terceiro elemento é que a sonda de tunelamento é um supercondutor. “O supercondutor aprimora os recursos espectroscópicos. Mas também mostra como essa técnica é muito flexível, ”Mason diz. “Podemos experimentar materiais diferentes, múltiplas sondas, ou campos magnéticos, por exemplo." Algumas das características espectroscópicas observadas com a sonda supercondutora incluem sinais de co-tunelamento e processos de espalhamento incomuns.

Mason aponta que elementos dessa técnica já foram realizados antes. "Contudo, ”Ela continua, “Acho que somos os primeiros a colocar todos os elementos juntos para funcionar como um sistema, adicionando um terceiro terminal e uma sonda supercondutora. ” Mason também aponta que esta configuração funciona com técnicas de fabricação padrão. “Usamos litografia, que é comum na indústria, e facilmente escalável. ”

Por enquanto, a maior parte do trabalho está focada nas propriedades fundamentais dos nanotubos de carbono. “Estamos interessados ​​em ver como esses pontos quânticos de nanotubos funcionam, e rastrear o que acontece neles. Já vimos alguns recursos inesperados, como uma troca de energia incomum. Usando nossa sonda, é possível ver esses recursos, e explorá-los em maior profundidade. ”

No futuro, no entanto, Mason vê o potencial para aplicações tecnológicas. Esses tipos de pontos quânticos estão sendo considerados para computadores quânticos e até mesmo transistores de elétrons individuais. Existem várias aplicações potenciais para este trabalho, talvez daqui a uma década ou mais. E o primeiro passo é examinar o tubo. Queremos entender este sistema para que possa ser usado em futuras tecnologias avançadas. Nossa sonda de túnel supercondutor nos ajudará a fazer exatamente isso. ”

Mais Informações: Dirks, et. al., “Espectroscopia de tunelamento supercondutor de um ponto quântico de nanotubo de carbono, ”Letras de Física Aplicada (2009). Disponível online:http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/192103/1.

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