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(noticias nanowerk) El grafeno suele considerarse un material milagroso debido a sus propiedades beneficiosas. Pero su aplicación en computadoras cuánticas, aunque prometedora, se ve obstaculizada por el desafío de obtener mediciones precisas de los estados de los bits cuánticos utilizando las técnicas existentes.
Ahora, investigadores de la Universidad de Tohoku han desarrollado pautas de diseño que permiten que la reflectometría de alta frecuencia proporcione lecturas eléctricas de alta velocidad a partir de nanodispositivos de grafeno.
Las tesis centrales
![Método de lectura eléctrica de alta velocidad para nanodispositivos de grafeno](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63893_1.jpg)
Investigación
El grafeno es conocido por su alta conductividad eléctrica, resistencia mecánica y flexibilidad. El apilamiento de dos capas de grafeno de un espesor de una capa atómica crea grafeno bicapa, que tiene excelentes propiedades eléctricas, mecánicas y ópticas. Por lo tanto, el grafeno de doble capa ha atraído una gran atención y se está utilizando en una variedad de dispositivos de próxima generación, incluidas las computadoras cuánticas.
Sin embargo, su aplicación en la computación cuántica se complica por el hecho de que no es posible realizar mediciones precisas de los estados de los bits cuánticos. Para solucionar este problema, la mayoría de los trabajos de investigación han utilizado principalmente electrónica de baja frecuencia. Sin embargo, para aplicaciones que requieren mediciones electrónicas más rápidas y conocimientos sobre la dinámica rápida de los estados electrónicos, se ha hecho evidente la necesidad de herramientas de medición más rápidas y sensibles.
Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Tohoku ha delineado mejoras en la reflectometría de radiofrecuencia (RF) para lograr una tecnología de lectura de alta velocidad. En particular, el avance implica el uso del propio grafeno.
![La dependencia de las propiedades de reflexión de RF del voltaje de la puerta muestra el cambio en la conductividad.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63893_2.jpg)
Los resultados del equipo fueron publicados. Examen físico aplicado (“Reflectometría de radiofrecuencia en dispositivos de grafeno bicapa que utilizan puertas traseras de grafito a microescala”).
La reflectometría de RF implica enviar señales de radiofrecuencia a lo largo de una línea de transmisión y luego medir las señales reflejadas para obtener información sobre las muestras. Sin embargo, en dispositivos con grafeno de dos capas, la presencia de una capacitancia parásita significativa en el circuito de medición conduce a corrientes de fuga de RF y características subóptimas del resonador. Aunque se han explorado varias técnicas para mitigar este problema, todavía faltan directrices claras para el diseño de dispositivos.
«Para superar este defecto común de la reflectometría de RF en grafeno bicapa, utilizamos una puerta trasera de grafito a microescala y un sustrato de silicio sin dopar», dice Tomohiro Otsuka, autor correspondiente del artículo y profesor asociado en el Instituto Avanzado de Investigación de Materiales (WPI) de Tohoku. Universidad -AIMR). “Obtuvimos con éxito buenas condiciones de coincidencia de RF, calculamos numéricamente la precisión de la lectura y comparamos estas mediciones con mediciones de CC para confirmar su coherencia. Esto nos permitió observar diamantes de Coulomb mediante reflectometría de RF, un fenómeno que indica la formación de puntos cuánticos en el canal conductor, impulsado por posibles fluctuaciones provocadas por burbujas.
![Los diamantes de Coulomb formados durante la formación de puntos cuánticos se observan monitoreando el voltaje reflejado del resonador.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63893_3.jpg)
Las mejoras en la reflectometría de RF propuestas por Otsuka y su equipo suponen importantes contribuciones al desarrollo de dispositivos de próxima generación, como los ordenadores cuánticos, y al estudio de propiedades físicas utilizando materiales bidimensionales como el grafeno.
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