Il grafene a doppio strato viene utilizzato in una serie di dispositivi di prossima generazione. Ora un team di ricerca dell’Università di Tohoku ha migliorato la riflettometria a radiofrequenza (RF) per ottenere una tecnica di lettura ad alta velocità, grazie all’uso del grafene stesso.
Ottenuto attraverso l’impilamento di due strati di grafene con uno spessore di strato atomico, il grafene a doppio strato possiede eccellenti proprietà elettriche, meccaniche e ottiche, e viene utilizzato in una serie di dispositivi di prossima generazione, compresi i computer quantistici. Ma a complicare l’applicazione nell’informatica quantistica è la misurazione accurata degli stati dei bit quantistici. Finora, per superare questo problema, la maggior parte della ricerca ha usato principalmente l’elettronica a bassa frequenza, ma per le applicazioni che richiedono misurazioni elettroniche più rapide e approfondimenti sulla rapida dinamica degli stati elettronici, è emersa la necessità di strumenti di misurazione più rapidi e sensibili. Un gruppo di ricercatori dell’Università di Tohoku, in Giappone, ha effettuato miglioramenti alla riflettometria a radiofrequenza (RF) per ottenere una tecnica di lettura ad alta velocità. La svolta prevede l’uso del grafene stesso. Tali miglioramenti forniscono importanti contributi allo sviluppo di dispositivi di prossima generazione, come i computer quantistici, e all’esplorazione delle proprietà fisiche utilizzando materiali bidimensionali, come il grafene.
Oltre l’ostacolo
La riflettometria RF funziona inviando segnali in radiofrequenza in una linea di trasmissione e quindi misurando i segnali riflessi per ottenere informazioni sui campioni. Ma nei dispositivi che utilizzano grafene a doppio strato, la presenza di una significativa capacità parassita nel circuito di misurazione porta a perdite RF e a proprietà del risonatore non ottimali. Per aggirare questa carenza comune di riflettometria RF nel doppio strato di grafene, il team ha impiegato un backgate di grafite su microscala e un substrato di silicio non drogato.
“Abbiamo realizzato buone condizioni di corrispondenza RF, calcolato numericamente la precisione della lettura e confrontato queste misurazioni con misurazioni di corrente continua per confermarne la coerenza – afferma Tomohiro Otsuka, autore corrispondente dell’articolo –. Ciò ci ha permesso di osservare i diamanti di Coulomb attraverso la riflettometria RF, un fenomeno che indica la formazione di punti quantici nella conduzione canale, guidato da potenziali fluttuazioni causate dalle bolle”.
