p A primeira medição da temperatura dos elétrons em um dispositivo nanoeletrônico alguns milésimos de grau acima do zero absoluto foi demonstrada em um projeto de pesquisa conjunto realizado pelo VTT Technical Research Center of Finland Ltd, Lancaster University, e Aivon Ltd. A equipe conseguiu tornar os elétrons em um circuito em um chip de silício mais frios do que anteriormente. p Embora tenha sido possível resfriar amostras de metais a granel, mesmo abaixo de 1 milikelvin, provou-se muito difícil transferir essa temperatura para elétrons em pequenos dispositivos eletrônicos, principalmente porque a interação entre os elétrons condutores e a rede cristalina torna-se extremamente fraca em baixas temperaturas. Ao combinar micro e nanofabricação de última geração e abordagens de medição pioneiras, a equipe de pesquisa percebeu temperaturas ultrabaixas de elétrons atingindo 3,7 milikelvin em um dispositivo de tunelamento de elétrons nanoeletrônico. Artigo científico sobre o assunto foi publicado em Nature Communications em 27 de janeiro, 2016

p Esta descoberta abre caminho para circuitos nanoeletrônicos sub-millikelvin e é mais um passo no caminho para desenvolver novas tecnologias quânticas, incluindo computadores quânticos e sensores. As tecnologias quânticas usam efeitos da mecânica quântica para superar qualquer tecnologia possível baseada apenas na física clássica. Em geral, muitos sensores de campo magnético de alta sensibilidade e detectores de radiação requerem baixas temperaturas simplesmente para reduzir o ruído térmico prejudicial.

p Este trabalho marca a criação de uma tecnologia capacitadora chave que facilitará a P&D em nanociência, física de estado sólido, ciência dos materiais e tecnologias quânticas. O dispositivo nanoeletrônico demonstrado é o chamado termômetro primário, ou seja, um termômetro que não requer calibração. Isso torna a tecnologia muito atraente para aplicações de instrumentação de baixa temperatura e metrologia.

p A descoberta foi possível ao reunir grupos e especialistas líderes internacionais, cada um dos quais com seu próprio histórico de realizações nas áreas de nanotecnologias e sensores de alto desempenho (VTT Technical Research Centre of Finland Ltd), eletrônicos personalizados de baixo ruído (Aivon Ltd, Finlândia) e refrigeração em temperatura ultrabaixa e caracterização de dispositivos (grupo de Física de Temperatura Ultra Baixa e Centro de Tecnologia Quantum em Lancaster).

p A VTT está estudando possibilidades junto com a BlueFors Cryogenics para comercializar o componente primário do termômetro.

p Dr. Mika Prunnila, Líder da equipe de pesquisa de nanoeletrônica da VTT, disse:"A criação de uma nova ferramenta de medição para termometria livre de calibração é um grande passo em frente. Este é um dispositivo importante para máquinas quânticas que precisam do ambiente de baixa temperatura para funcionar e o dispositivo está disponível agora para benchmarking de diferentes sistemas."

p Dr. Rich Haley, Chefe de Física de Temperatura Ultra Baixa em Lancaster, disse:"Esta é uma conquista notável porque a equipe finalmente quebrou a barreira dos 4 milikelvin, que tem sido o recorde em tais estruturas por mais de 15 anos. "

p O Dr. Jon Prance, do Lancaster Quantum Technology Center, disse:"Não apenas medimos a temperatura nanoeletrônica mais fria de todos os tempos, mas também demonstramos técnicas que abrem as portas para temperaturas ainda mais baixas. "