Forskare från Concordia har gjort ett genombrott som kan hjälpa dina elektroniska enheter att bli ännu smartare.

Deras fynd, som undersöker elektronbeteende inom nanoelektronik, har publicerats i tidningen Naturkommunikation .

Artikeln är medförfattare av nuvarande doktoranden Andrew McRae (MSc 13) och Alexandre Champagne, docent i fysik vid naturvetenskapliga fakulteten, tillsammans med två Concordia -alumner, James M. Porter (MSc 15, BSc 11) och Vahid Tayari (doktorand 14).

Champagne är nöjd med det mottagande forskningen har fått. "Vi var glada när vårt papper accepterades av Naturkommunikation på grund av den respekt som tidningen har på fältet, " han säger.

Champagne, studiens huvudutredare, är också ordförande för Concordias institution för fysik och Concordia University Research Chair i nanoelektronik och kvantmaterial.

Nature Communications är en öppen åtkomst, tvärvetenskaplig tidskrift för publicering av forskning inom biologi, fysik, kemi och geovetenskap. "Tidningen är känd för att publicera framsteg av betydelse inom varje område, säger Champagne.

Elektronernas kvantart

McRae, tidningens huvudförfattare, förklarar forskningen. "Vår studie belyser problem som ingenjörer står inför när de bygger molekylär nanoelektronik, och hur de kan övervinna dem genom att utnyttja elektronernas kvantitet, " han säger.

"Vi har experimentellt visat att vi kan kontrollera om positivt och negativt laddade partiklar beter sig på samma sätt i mycket korta kolnanorörstransistorer. I synnerhet vi har visat att i vissa enheter med cirka 500 atomer långa, de positiva laddningarna är mer begränsade och fungerar mer som partiklar, medan de negativa laddningarna är mindre begränsade och fungerar mer som vågor. "

Dessa resultat tyder på nya tekniska möjligheter. "Detta innebär att vi kan dra nytta av elektronernas kvantitet för att lagra information, "säger McRae.

Att maximera skillnaderna mellan hur positiva och negativa laddningar beter sig kan leda till en ny generation av två-i-ett-kvantelektroniska enheter, han förklarar. Upptäckten kan ha applikationer inom kvantberäkning, strålningsavkänning och transistorelektronik.

Detta, i tur och ordning, kan så småningom leda till smartare och effektivare konsumentelektronik.

Ultra-korta kvanttransistorer

"De mest spännande konsekvenserna är att bygga kvantkretsar med enstaka enheter som antingen kan lagra eller vidarebefordra kvantinformation tillsammans med en knapptryckning, "säger McRae.

"Vår studie visar också att vi kan bygga enheter med dubbla funktioner, vilket kan vara användbart för att bygga mindre elektronik och packa in saker tätare. Dessutom, dessa ultrakorte nanorörstransistorer kan användas som verktyg för att studera samspelet mellan elektronik, magnetism, mekanik och optik, på kvantnivå. "