Prim Hírek

A "kvantum-délibáb"-nak elnevezett fantasztikus dolog révén adatokat továbbíthatnak a jövőbeli nanoméretű elektronikus áramkörökön. "Ez alapjaiban új módszer a szilárd testekben történő információtovábbításra - mondta Donald M. Eigler, az IBM projektvezető kutatója. - Délibábnak hívjuk, mivel információt továbbítunk egyik atomról egy másik helyre, ahol nincs atom." Ahogy az áramkörök szélessége fokozatosan csökkent, már elérte az atomi dimenziókat. Itt egy fal állja a csökkenés útját: nem lehetséges a fény ilyen fokú fokuszálása. A chipek gyártásánál a szilíciumlapkán lévő áramköröket egy fénysugár útjába állított maszkkal hozzák létre. A maszk méretének csökkentésével (az áramkörök számának növelésével) a fénysugár hullámhosszát is változtatni kellett. De van egy határ, a röntgensugarakat napjainkban még képtelenek fokuszálni. Az IBM új kvantum-délibáb technikájával áttörhetőnek látszik ez a fal.

A technológiát három fizikus fejlesztette ki az IBM almadeni kutatóközpontjában, a sztorit február 3-án írta meg a Nature magazin. Az eljárás lényege: kobaltatomok rézfelületen való ellipszis alakú elrendezésével a gyűrű "kvantumkarám"-ként működik - a réz felszínéről visszaverődő atomok hullámmintázatokat vesznek fel. Az elliptikus gyűrű alakja és mérete határozza meg a kvantumállapotot - a bebörtönzött elektronok energiáját és térbeli eloszlását. Az IBM tudósai az ellipszis fókuszpontjaiban nagy elektronsűrűségeket hoztak létre. Ezután egy kobaltatomot az egyik fókuszpontba helyezve megjelent egy délibáb a másik fókuszban: a másik fókuszpontban lévő elektronok elhelyezkedése megegyezett a kobaltatomot körülvevő elektronok elhelyezkedésével. A délibáb intenzitása egyharmada volt az eredeti, a kobaltatomot körülvevő elektronokénak. "Kvantummechanikusokká váltunk - a kvantumállapotok mérnökeivé és felfedezőivé" - mondta Eigler. "Kikövezzük az utat a jövő nanotechnikusai előtt."

A kvantum-délibáb hasonló ahhoz, ahogy a fény- és hanghullámok fokuszálhatók lencsékkel, tükrökkel vagy "suttogópontokkal" az épületekben. Például a washingtoni Capitolium épületének egyik reprezentatív helyiségében is van két ilyen pont: ha az egyik pontban suttog valaki, az a másik pontban (távol tőle) tisztán hallható.

A jelenségek gyakorlati használatához még rengeteg fejlesztés szükséges. Az ellipsziseket egyenként előállítani rendkívül lassú folyamat. A fejlesztés további célja, hogy a gyűrűk könnyen és gyorsan gyárthatók, a többivel való kapcsolatuk könnyen megtervezhető és a kvantumállapotok modulációja gyors és energiatakarékos legyen. Az IBM tudósai 20 nanométer hosszú és feleekkora szélességű karámokat építettek és teszteltek (egy nanométer 5 atom hossza, a méter egymilliárdod része). Az elektronok sűrűsége és intenzitása csak a kvantumállapotuktól, nem pedig a távolságuktól függ.

Forrás: IBM