(PhysOrg.com) - "Kolnanorör är spännande för grundläggande fysik, och för potentiella tekniska tillämpningar, "Berättar Nadya Mason PhysOrg.com . "Dock, vi är i allmänhet begränsade i hur vi kan studera dem. Många av dessa begränsningar har att göra med att kontrollera tunneling, eller hur elektroner rör sig på och av nanoröret. "För att övervinna denna begränsning, Murare, en forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign, deltog i ett experiment med en supraledande tunnelsond i en kolnanorör för att observera spektroskopiska funktioner.
Mason arbetade med Travis Dirks och Yung-fu Chen vid University of Illinois, liksom Norman Birge vid Michigan State University, att utveckla en teknik för att kartlägga förändringar i konduktans genom en kolnanorörkvantpunkt. "Vi hoppas att se vad som händer i inredningen, snarare än vad som påverkas av kontakterna, ”Förklarar Mason. ”Då kan vi komma till den grundläggande elektroniken för kvantpunkter, som kan vara en nyckel till framtida kvantteknik. ” Resultaten av teamets arbete kan ses i Tillämpad fysikbokstäver :"Superledande tunnelspektroskopi av en kolnanorörkvantpunkt."
Det finns tre element i tekniken, enligt Mason. "Först, det finns en kolnanorör kvantpunkt, som kan fungera som en modell "partikel-i-en-låda" med kvantiserade energitillstånd. Nästa, vi tunnlar till det inre. Den icke-invasiva sonden tillåter oss att studera bulkelektroniken, och även separat testa effekten av spänningar över rörets längd. ”
Det tredje elementet är att tunnelsonden är en superledare. ”Superledaren förbättrar spektroskopiska egenskaper. Men det visar också hur denna teknik är mycket flexibel, Säger Mason. ”Vi kan prova olika material, flera sonder, eller magnetfält, till exempel." Några av de spektroskopiska egenskaperna som observerats med den supraledande sonden inkluderar signaler från cotunneling och ovanliga spridningsprocesser.
Mason påpekar att delar av denna teknik har åstadkommits tidigare. "Dock, ”Fortsätter hon, ”Jag tror att vi är de första som sätter ihop alla element för att fungera som ett system, genom att lägga till en tredje terminal och en supraledande sond. ” Mason påpekar också att det här upplägget fungerar med vanliga tillverkningstekniker. ”Vi använde litografi, vilket är vanligt inom industrin, och lätt skalbar. ”
Tills vidare, det mesta av arbetet är inriktat på grundläggande egenskaper hos kolnanorör. "Vi är intresserade av att se hur dessa nanorörkvantprickar fungerar, och spåra vad som händer i dem. Vi har redan sett några oväntade funktioner, till exempel ett ovanligt energiutbyte. Med hjälp av vår sond, det är möjligt att se dessa funktioner, och utforska dem på större djup. ”
I framtiden, fastän, Mason ser potentialen för tekniska tillämpningar. Dessa typer av kvantpunkter övervägs för kvantdatorer och till och med enstaka elektrontransistorer. Det finns ett antal potentiella applikationer för detta arbete, kanske ett decennium eller så på vägen. Och det första steget är att titta in i röret. Vi vill förstå detta system så att det kan användas i framtida avancerad teknik. Vår supraledande tunnelsond hjälper oss att göra just det. ”
Mer information: Dirks, et. al., ”Superledande tunnelspektroskopi av en kolnanorörs kvantpunkt, ”Applied Physics Letters (2009). Tillgänglig online:http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/192103/1.
Copyright 2009 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivet eller omfördelat helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.
