p A manipulação precisa de portadores de carga individuais é a base para transistores de elétron único e para dispositivos eletrônicos do futuro, incluindo bits quânticos de estado sólido (qubits). Os pontos quânticos (QDs) estão no centro desses dispositivos. Em um recente Nano Letras papel, pesquisadores da Delft University of Technology (TU Delft) apresentam o primeiro QD de grafeno monocamada mecanicamente ajustável, cujas propriedades eletrônicas podem ser modificadas por deslocamentos de nanômetros no plano. p A fim de acessar as informações elétricas e mecânicas da amostra, os pesquisadores usaram uma plataforma chamada junção de ruptura controlada mecanicamente para medir as propriedades eletromecânicas de seu dispositivo durante a flexão de três pontos. A amostra consiste em uma heteroestrutura de van der Waals feita pelo empilhamento de vários flocos de material 2-D no topo de um substrato flexível:uma porta traseira de grafite para controlar eletrostaticamente a corrente através do dispositivo, uma camada dielétrica de nitreto de boro hexagonal e um canal condutor de grafeno em monocamada.

p Quebrando uma gravata borboleta

p Os resultados das medições de temperatura ambiente durante a flexão demonstram que o grafeno, padronizado em uma forma de nanobowtie com uma largura de constrição de 160 nm, eventualmente quebra (corrente zero), mas também pode ser refeito (correntes de microampere) devido ao deslizamento e sobreposição das bordas de grafeno. "Realizamos o mesmo tipo de medições em temperaturas criogênicas (4K), e mapear a corrente como uma função da tensão do portão e da tensão de polarização revelou um padrão de diamante claro ", disse a autora principal Sabina Caneva da TU Delft." Isso significa que um QD está presente na junção. "

p Surpreendentemente, usando deslocamentos mecânicos em nanoescala, os pesquisadores mostraram que os acoplamentos capacitivos e de túnel do QD aos terminais de grafeno podem ser sintonizados de maneira totalmente reversível. "Conseguimos uma modulação de cinco ordens de magnitude do acoplamento do túnel ao eletrodo de drenagem, que é significativamente maior do que o relatado para QDs sob controle exclusivamente elétrico, "disse Caneva. A geometria do dispositivo permite a formação de uma região de sobreposição de bicamada de grafeno, onde o comprimento da sobreposição pode ser variado com controle sub-nm por um botão de ajuste mecânico.

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p Ajustando a sobreposição

p Mais importante, isso permitiu aos pesquisadores modificar a assimetria nos acoplamentos do túnel, alterando a sobreposição entre o QD e o eletrodo de drenagem. "Essa manipulação completa e reversível de um QD de grafeno, em que a eletrostática e os acoplamentos podem ser controlados mecanicamente e eletronicamente, é sem precedentes, "disse Pascal Gehring, último autor do artigo. "Esses resultados são relevantes para aplicações onde uma compreensão detalhada do efeito da assimetria de tunelamento é crucial para o desempenho do dispositivo, como na calorimetria quântica e em coletores de energia QD. "

p A plataforma MCBJ pode ser estendida a outros materiais 2-D com a perspectiva de explorar o comportamento do transporte em baixa temperatura sob influência elétrica e mecânica. Em particular, pode se prestar à formação, ruptura e sobreposição controlada de constrição ultra-estreita em filmes finos supercondutores, fornecendo assim uma nova abordagem para manipular o efeito Josephson em um dispositivo no plano.