Исследование квантовых точек из оксида цинка дало неожиданные результаты
Квантовые точки — крошечные полупроводниковые структуры, способные удерживать носителей заряда в ограниченном нанометровом пространстве — давно привлекают внимание исследователей своим потенциалом. В квантовых компьютерах они могут служить носителями кубитов и управлять поведением электронов. Исследовав возможности применения оксида цинка в квантовых точках, группа ученых из Японии открыла неожиданный феномен.
До сих пор квантовые точки для квантовых вычислений в основном изготавливали из арсенида галлия и кремния. Однако оксид цинка, материал с сильной корреляцией электронов и превосходной квантовой спиновой когерентностью, еще не исследовали на предмет использования в квантовых точках, созданных и управляемых электрическими методами, пишет Science Daily.
Ученые разобрались, как управлять внутренними состояниями квантовых точек в оксиде цинка при помощи точного контроля напряжения, наподобие настройки частоты радиоприемника. Эта инновация позволила им наблюдать кулоновский алмаз, ключевую характеристику квантовых точек. В результате они получили возможность лучше понять поведение электронов, пойманных внутри.
«Кулоновский алмаз как отпечаток пальца, помогающий идентифицировать „личность“ каждой квантовой точки, — говорит Томохиро Оцука из Университета Тохоку, один из авторов статьи. — Использовав оксид цинка, мы открываем новые пути разработки эффективных и стабильных квантовых точек, краеугольного камня квантовых вычислений».
Попутно исследователям удалось сделать неожиданное открытие — эффект Кондо в квантовых точках оксида цинка. Речь идет о квантовом феномене, при котором взаимодействие электронов создает проводимость. Обычно он зависит от количества электронов в квантовой точке. Однако в оксиде цинка эффект Кондо можно было наблюдать и тогда, когда количество электронов было нетипичным.
Такое необычное поведение, связанное с сильной электронной корреляцией, добавляет еще один уровень сложности к пониманию квантовых устройств на основе оксида цинка.
Год назад южнокорейские инженеры усовершенствовали технологию квантовых точек, подняв ее эффективность до рекордных 18,1% и добившись стабильной непрерывной работы на протяжении 1200 часов или 50 суток.
sant 3 Декабря 
