Os pontos quânticos são caixas do tamanho de nanômetros que têm atraído muito interesse científico para uso em nanotecnologia porque suas propriedades obedecem à mecânica quântica e são requisitos para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e fotônicos avançados. Os pontos quânticos que se automontam durante sua formação são particularmente atraentes como emissores de luz sintonizáveis ​​em dispositivos nanoeletrônicos e para estudar a física quântica por causa de seu comportamento de transporte quantizado. É importante desenvolver uma maneira de medir a carga em um único ponto quântico auto-montado para obter o processamento de informações quânticas; Contudo, isso é difícil porque os eletrodos de metal necessários para a medição podem filtrar a carga muito pequena do ponto quântico. Pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram recentemente o primeiro dispositivo baseado em dois pontos quânticos automontados que podem medir a carga de um único elétron de um ponto quântico usando um segundo como sensor.

O dispositivo foi fabricado usando dois pontos quânticos de arseneto de índio (InAs) conectados a eletrodos que foram deliberadamente estreitados para minimizar o efeito de blindagem indesejável.

"Os dois pontos quânticos no dispositivo mostraram um acoplamento capacitivo significativo, "diz Haruki Kiyama." Como resultado, a carga de um único elétron de um ponto foi detectada como uma mudança na corrente do outro ponto. "

A resposta atual do ponto quântico do sensor depende do número de elétrons no ponto alvo. Portanto, o dispositivo pode ser usado para detecção em tempo real de tunelamento de elétron único em um ponto quântico. Os eventos de tunelamento de elétrons únicos dentro e fora do ponto quântico alvo foram detectados como alternando entre os estados de corrente alta e baixa no ponto quântico do sensor. A detecção de tais eventos de tunelamento é importante para a medição de spins únicos em direção aos qubits de spin do elétron.

"Detectar cargas únicas em pontos quânticos automontados é empolgante por uma série de razões, "explica Akira Oiwa." A capacidade de obter leitura elétrica de estados de um único elétron pode ser combinada com fotônica e usada em comunicações quânticas. Além disso, nosso conceito de dispositivo pode ser estendido a diferentes materiais e sistemas para estudar a física de pontos quânticos automontados. "

Um dispositivo eletrônico que usa pontos quânticos automontados para detectar eventos de um único elétron é uma nova estratégia para aumentar nossa compreensão da física dos pontos quânticos e auxiliar no desenvolvimento de nanoeletrônica avançada e computação quântica.