De onderzoekers verbeterden eerdere methoden die gemakkelijk slechts twee elektronen konden gebruiken
Wetenschappers hebben laten zien hoe je de spin kunt lezende toestand van veel elektronen die gevangen zitten in een kleine kwantumstip gemaakt van gallium en arseen. Kwantumstippen werken als kunstmatige atomen met eigenschappen die wetenschappers kunnen afstemmen door hun grootte of samenstelling te veranderen. De hiaten in de energieniveaus worden echter meestal kleiner en moeilijker op te lossen naarmate het aantal gevangen elektronen toeneemt.
Scanning-elektronenmicrofoto van het kwantumpuntapparaat dat in dit werk wordt gebruikt. Bron: Universiteit van Osaka.
Om dit te overwinnen, gebruikte het teameen fenomeen dat het quantum Hall-effect wordt genoemd. Wanneer elektronen beperkt zijn tot twee dimensies en worden blootgesteld aan een sterk magnetisch veld, worden hun toestanden gekwantiseerd, zodat hun energieniveaus slechts bepaalde specifieke waarden kunnen aannemen.
"Eerdere methoden voor het lezen van spinmetingenkonden slechts één of twee elektronen verwerken, maar door gebruik te maken van het quantum Hall-effect konden we maximaal vier spin-gepolariseerde elektronen oplossen”, zegt hoofdauteur Haruki Kiyama.
Om storingen door hitte te voorkomenschommelingen, werden de experimenten uitgevoerd bij extreem lage temperaturen, ongeveer 80 millikelvin. "Deze uitleesmethode zou de weg kunnen effenen voor snellere en krachtigere op spin gebaseerde kwantuminformatieverwerkingsapparaten met multi-elektron spintoestanden", voegt senior studieauteur Akira Oiwa toe.
Lees verder:
Gigantische ijsberg A74 botst met kust van Antarctica
Twee nieuwe dinosaurussoorten ontdekt in China
Wat is het Kessler-effect, en ook wanneer en waartoe zal de botsing van satellieten in een baan om de aarde leiden?