Международная группа ученых из Австрии, Германии и Великобритании создала искусственный атом из графена. Результаты работы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.
Искусственным атомом или квантовой точкой называется структура, внутри которой электроны находятся «в ловушке». Они могут обладать только дискретными уровнями энергии, подобно частицам в электронных оболочках обычных атомов. Графеновая решетка, в частности, «разрешает» четыре различных квантовых состояния (энергетических уровня). Такие рукотворные структуры имеют необычные свойства, которые возможно, например, использовать в квантовых вычислениях.
При создании квантовых точек из небольших хлопьев графена обычно нарушается симметрия структуры, в результате чего на практике из четырех энергетических уровней можно сделать только два. Чтобы решить эту проблему, ученые использовали новый подход, сочетающий применение магнитного и электрических полей. С помощью кончика сканирующего туннельного микроскопа в молекуле графена создавалась область, улавливающая электрон с низким уровнем энергии. Магнитное поле не позволяло частицам покидать «ловушку».
По словам физиков, четыре уровня, в которых может находиться электрон, позволят переключаться между различными квантовыми состояниями для хранения информации. Графен, таким образом, обеспечит возможность создания множества искусственных атомов на небольшом чипе.