FOM

FOM - Stichting voor fundamenteel onderzoek der materie - print-logo

URL voor deze pagina:
https://www.fom.nl/nieuws/persberichten/2012/10/09/wetenschappers-stempelen-individuele-koolstof-nanobuisjes/

Geprint op:
7 december 2016
19:14:13

Koolstof nanobuisjes zijn cilindervormige structuren met een diameter van een paar nanometer. Wanneer enkele elektronen worden opgesloten in een klein segment van het nanobuisje, een zogenaamde quantum dot, komen quantummechanische eigenschappen naar voren. Wetenschappers zijn erg geïnteresseerd in deze eigenschappen, aangezien quantum dots de basis kunnen vormen voor de toekomstige quantum computers. Ze willen graag weten op welke manier de stroom door de quantum dots – met nanobuisje – afhankelijk is van de elektrontoestand en hoe ze die toestand kunnen beïnvloeden.

Stempelen
Het eerste resultaat van de onderzoekers is dat de stroom door de nanobuis afhankelijk is van zowel het 'spin' als het 'valley' impulsmoment van de elektronen in de quantum dots. Om dit te realiseren hebben de onderzoekers een nieuwe techniek ontwikkeld om zeer schone nanobuisjes te laten groeien op een chip. Vervolgens wordt één individueel nanobuisje overgebracht naar een andere chip waar de quantum dots gevormd kunnen worden. Op deze manier blijven de nanobuisjes tijdens het gehele proces schoon, ook na het fabriceren. Hierdoor zijn zijn nanobuisjes beter regelbaar. Het fabricageproces is vergelijkbaar met het stempelen van inkt op een stuk papier, waarbij de eerste chip de stempel is en de tweede chip het stuk papier. Met behulp van een optische microscoop konden de onderzoekers stempelen met micrometerprecisie.

Gebogen nanobuisje
Bijkomend voordeel is dat de nanobuisjes tijdens het stempelproces buigen. Wetenschappers proberen al lang schone gebogen nanobuisjes te maken, aangezien er is voorspeld dat je dan het impulsmoment van een elektron kunt controleren met een elektrisch veld. Het is de groep van Kouwenhoven inderdaad gelukt om op die manier elektron spin omkering te detecteren. Dit tweede resultaat is een belangrijke stap in de richting van het creëren van een nanobuis quantum bit, het alternatief voor de huidige computerbits.

Referentie
'Valley-spin blockade and spin resonance in carbon nanotubes' Fei Pei, Edward A. Laird, Gary A. Steele and Leo P. Kouwenhoven. Nature Nanotechnology 7, 630-634 (2012).
Het artikel verscheen op 23 september als Advance online publication op de website van Nature Nanotechnology.
doi:10.1038/nnano.2012.160

Meer informatie
Fei Pei