|
|
|
|
آشکارسازي گذار فاز کوانتومي با نانونقطهها
محققاني از فرانسه معتقدند که از ابزارهاي نانومقياس ميتوان در مشاهدة گذارهاي فاز کوانتومي استفاده كرد. فرانک بالسترو از دانشگاه جوزف فوريه و همکارانش يک ابزار نقطة کوانتومي ساختهاند که ميتواند «وخامت کوانتومي (quantum criticality)»، را آشکارسازي کند. اين کشف براي پيشرفت در زمينة اسپنيترونيک مولکولي سودمند بوده و در محاسبات کوانتومي نيز کاربرد دارد.
اين گروه فرانسوي دريافتند که ميتوان با تنظيم سادة يک ولتاژ گيت، بدون اثرگذاري بر بار يک مولکول، به شکل الکتريکي بين دو حالتِ اسپيني متفاوتِ آن مولکول، کليدزني كرد. اين دو حالت حالتهاي اسپيني «يگانه» ـ که مغناطيسي نيست ـ و«سهگانه» ـ که مغناطيسي است ـ ناميده ميشوند. بالسترو در اين خصوص گفت:«دستيابي به چنين کنترلي بر روي خصوصيات مغناطيسي مولکول، فرصتهاي تحقيقاتي زيادي را در حوزة اسپنيترونيک مولکولي ايجاد كردهاست. ميتوان از چنين ابزاري بهعنوان يک واحد حافظة نهايي و يا در آينده بهعنوان جزيي از رايانههاي کوانتومي، بهره گرفت».
يکي ديگر از نتايج جالب در اين تحقيق، کارکرد مولکولها بهعنوان يک ترانزيستور بود. حالت اسپيني سهگانه، جريان را بهخوبي هدايت مي کند(اثر کوندو)؛ در حالي که حالت يگانه اين اثر را ندارد؛ بنابراين در حالت سهگانه، «ترانزيستور مولکولي» روشن و در حالت يگانه، خاموش است.
بالسترو اظهار داشت که اين تغيير در خصوصيت مغناطيسي، شبيه به يک گذار فاز در موادي چون آهنرباهاي بزرگمقياس(مانند آهن) است؛ البته بر خلاف گذارهاي بزرگمقياس ـ که در دماهاي بالا(۷۷۰ درجه سانتيگراد براي آهن) رخ ميدهند ـ چنين گذار فاز کوانتومياي، در دماهاي بسيار پايين(در صفر مطلق) اتفاق ميافتد.
اين محققان ترانزيستورهاي تک مولکولي خود را از طريق ليتوگرافي الکتروني(بهمنظور ساخت يک سيستم طلايي با طولي کوچکتر از ۱ ميکرون) ساختند وا مولکولهاي فولرن(کربن ۶۰) را بر روي سيستم مذکور رسوبدهي کردند. اين لاية مولکولي در مرحلة بعد و در فرايندي با نام الکتروميگريشن، از طريق عبور يک جريان بزرگ ـ که سيم طلايي را ذوب کرده، از ميان برميدارد ـ تکهتکه شده و بهصورت تک مولکولهاي کربن ۶۰ در ميآيد.
يکي از مزاياي بزرگ استفاده از مولکولهايي چون کربن ۶۰ اين است که ميتوان شواهد وقوع گذار فاز را در دماهاي معقول(کمتر از ۱۰ درجه کلوين ) مشاهده کرد؛ در حالي که اگر براي چنين مقصودي از آزمايشهاي ماده چگال استفاده شود بايد به دماهاي0/1 کلوين رفت.
هدف بعدي اين گروه ساخت ذرة کوانتومي(quantum bit or qubit) با استفاده از ابزار مولکولي مذکور است. آنها قصد دارند تا با چنين ذرهاي، عملياتهاي کوانتومي پايهاي را انجام دهند.
نتايج اين بررسي در نشرية Nature به چاپ رسيدهاست.
منبع: www.Nano.ir
|
 |
|
|
