Физики научились оперировать квантовыми точками при комнатной температуре,

"Клетка для электронов", состоящая из четырех квантовых точек. Изображение авторов исследования получено при помощи электронного микроскопа.

Физикам из Университета Альберты, Канада, удалось превратить атомы поверхности кремниевой подложки в управляемые при комнатной температуре квантовые точки. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте университета. Работа исследователей опубликована в журнале Physical Review Letters.

Известно, что в полупроводнике имеются так называемые электроны проводимости. Это квазичастицы (то есть объекты, которые просто для удобства расчетов некоторых взаимодействий считаются частицами), движение которых обуславливает электропроводность. Квантовой точкой называется маленькая (2-10 нанометров) зона полупроводника, содержащая электроны проводимости, движение которых ограничено по всем трем пространственным координатам. Простейшим примером квантовой точки может служить нанометровый кусок полупроводника.

Необычные свойства этих объектов уже давно заинтересовали ученых, однако препятствием к их практическому применению служила низкая температура, необходимая для управления ими. Ученым из Университета Альберты удалось преодолеть данную проблему.

В качестве объектов для работы исследователи выбрали атомы поверхности кристалла кремния. Дело в том, что эти атомы отличаются от остальных: у них с одной стороны отсутствуют соседи по кристаллической решетке. Оказалось, что, воздействуя магнитным полем на эти атомы, можно добиться того, что они станут вести себя как квантовые точки.

Чтобы продемонстрировать возможное применение данных объектов, ученые собрали специальную "клетку для электронов". Она представляет собой четыре квантовые точки, расположенные в вершинах квадрата, по которым "бегают" два электрона. Это движение, вообще говоря, хаотично. Однако размещение отрицательных зарядов на диагональных вершинах квадрата позволяет добиться того, что электроны оказываются локализованы около двух других вершин (видео с подробным объяснением данной схемы доступно здесь).

По мнению самих ученых, их результат открывает новые перспективы в использовании квантовых точек. Так, например, он поможет в создании новых компьютеров, которые будут способны производить те же вычисления, что и современные машины, только с меньшими затратами электроэнергии.