Ingegnerizzare circuiti quantistici basati sul grafene con precisione atomica

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Nuovi risultati straordinari, frutto della collaborazione con istituzioni spagnole di alto livello (CiQUS, ICN2, Università di Cantabria, DIPC) e l’Università Tecnica di Danimarca (DTU), che segnano una svolta significativa nella progettazione di precisione di materiali sottili come un atomo.

La tecnica di realizzazione proposta apre entusiasmanti possibilità per la scienza dei materiali e, in particolare, per le applicazioni nell’elettronica avanzata e nelle soluzioni future per l’energia sostenibile.

Gli autori dello studio hanno sintetizzato una speciale struttura di grafene nanoporoso collegando strisce ultra sottili dello stesso note come “nanoribbon”, per mezzo di “ponti” flessibili costituiti da frazioni di fenilene (che sono porzioni di molecole più grandi).

Modificando in modo continuo l’architettura e l’angolazione di questi ponti, gli scienziati sono in grado di controllare la connettività quantistica tra i canali dei nanoribbon e, in ultima analisi, regolare con precisione le proprietà elettroniche della nanoarchitettura di grafene. La regolazione potrebbe essere controllata anche da stimoli esterni, come la deformazione o i campi elettrici, offrendo opportunità per diversi settori. Ciò dimostra che la strategia del ponte molecolare può avere un grande impatto sulla sintesi di nuovi materiali con proprietà personalizzate ed è un potente strumento per la realizzazione di circuiti quantistici e, di conseguenza, per lo sviluppo di computer quantistici.

Non solo hi-tech

Ma i potenziali ambiti di utilizzo dell’approccio proposto in questa ricerca vanno oltre i futuri dispositivi elettronici e computer: potrebbe portare anche allo sviluppo di nanomateriali termoelettrici, quindi con un impatto significativo nella generazione di energia rinnovabile e nel recupero del calore di scarto.

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