Onderzoekers van Concordia hebben een doorbraak gemaakt die uw elektronische apparaten nog slimmer kan maken.

Hun bevindingen, die het elektronengedrag binnen nano-elektronica onderzoeken, zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Het artikel is co-auteur van de huidige PhD-student Andrew McRae (MSc 13) en Alexandre Champagne, universitair hoofddocent natuurkunde aan de Faculteit der Letteren en Wetenschappen, samen met twee Concordia-alumni, James M. Porter (MSc 15, BSc 11) en Vahid Tayari (PhD 14).

Champagne is blij met de ontvangst die het onderzoek heeft gekregen. "We waren heel blij toen onze paper werd geaccepteerd door Natuurcommunicatie vanwege het respect dat het tijdschrift in het veld heeft, " hij zegt.

Champagne, de hoofdonderzoeker van het onderzoek, is ook voorzitter van Concordia's Department of Physics en de Concordia University Research Chair in Nanoelectronics and Quantum Materials.

Nature Communications is een open access, multidisciplinair tijdschrift gewijd aan het publiceren van onderzoek in de biologie, natuurkunde, scheikunde en aardwetenschappen. "Het is bekend dat het tijdschrift belangrijke ontwikkelingen op elk gebied publiceert, "zegt Champagne.

De kwantumaard van elektronen

McRae, hoofdauteur van de krant, legt het onderzoek uit. "Onze studie werpt licht op de problemen waarmee ingenieurs worden geconfronteerd bij het bouwen van moleculaire nano-elektronica, en hoe ze deze kunnen overwinnen door gebruik te maken van de kwantumaard van elektronen, " hij zegt.

"We hebben experimenteel aangetoond dat we kunnen bepalen of positief en negatief geladen deeltjes zich op dezelfde manier gedragen in zeer korte koolstofnanobuistransistors. In het bijzonder, we hebben aangetoond dat in sommige apparaten van ongeveer 500 atomen lang, de positieve ladingen zijn meer beperkt en gedragen zich meer als deeltjes, terwijl de negatieve ladingen minder goed opgesloten zijn en meer als golven werken."

Deze resultaten suggereren nieuwe technische mogelijkheden. "Dit betekent dat we kunnen profiteren van de kwantumaard van elektronen om informatie op te slaan, ' zegt McRae.

Het maximaliseren van de verschillen tussen de manier waarop positieve en negatieve ladingen zich gedragen, zou kunnen leiden tot een nieuwe generatie twee-in-één kwantumelektronische apparaten, hij legt uit. De ontdekking kan toepassingen hebben in kwantumcomputers, stralingsdetectie en transistorelektronica.

Dit, beurtelings, kan uiteindelijk leiden tot slimmere en efficiëntere consumentenelektronica.

Ultrakorte kwantumtransistors

"De meest opwindende implicaties zijn voor het bouwen van kwantumcircuits met afzonderlijke apparaten die kwantuminformatie kunnen opslaan of doorgeven met een druk op de knop, ' zegt McRae.

"Ons onderzoek toont ook aan dat we apparaten kunnen bouwen met dubbele mogelijkheden, wat handig zou kunnen zijn bij het bouwen van kleinere elektronica en het steviger inpakken van dingen. In aanvulling, deze ultrakorte nanobuistransistors kunnen worden gebruikt als hulpmiddelen om de wisselwerking tussen elektronica te bestuderen, magnetisme, mechanica en optica, op kwantumniveau."