Перспективы квантовых технологий огромны, несмотря на их сложность. Ожидается, что в ближайшие десятилетия они приведут к множеству технологических достижений, обеспечив более компактные и точные датчики, безопасные сети связи и высокопроизводительные компьютеры. Эти достижения будут превосходить возможности современных компьютеров, способствуя быстрой разработке новых лекарств и материалов, улучшению финансового анализа и прогнозированию погоды.
Для реализации этих перспектив необходимы квантовые материалы, демонстрирующие значительные квантово-физические эффекты. Один из таких материалов — графен. Эта двумерная структура углерода обладает уникальными физическими свойствами, такими как высокая прочность, теплопроводность и электропроводность, а также квантовые эффекты. Даже изменение формы этого двумерного материала, например, создание нанолент, приводит к возникновению управляемых квантовых эффектов.
Ученые, включая команду Микаэля Перрена, проводят исследования графеновых нанолент уже несколько лет. Графеновые наноленты представляют собой особый интерес, так как их свойства можно изменять, варьируя их размер, форму и состав. В новой работе, опубликованной в журнале Nature Electronics, ученые впервые смогли взаимодействовать с отдельными графеновыми нанолентами. Это было сложной задачей из-за малых размеров нанолент — всего 9 атомов углерода в ширину.
Для этого использовались углеродные нанотрубки, которые имели схожий размер. Углеродные нанотрубки выращивались на отдельных подложках, затем переносились и соединялись с металлическими электродами. Затем нанотрубки разрезали с высоким разрешением, чтобы получить два электрода, и графеновые наноленты переносятся на ту же подложку. Это требовало высокой точности, чтобы обеспечить контакт только с одной нанолентой.
Один из интересных моментов — возможность наблюдать квантовые эффекты при комнатной температуре благодаря малым размерам графеновых нанолент. Это открывает потенциал для создания чипов, использующих квантовые эффекты, без сложных систем охлаждения. Графеновые наноленты, хотя и обещают много, требуют еще много исследований перед коммерческим использованием. Ученые планируют исследовать манипулирование квантовыми состояниями на одной наноленте и создание устройств на основе двух соединенных лент для создания кубитов.
