Studiosi scoprono imperfezioni atomiche nei nanomateriali per progressi nella tecnologia quantistica ed elettronica

RomeScienziati della NYU Tandon School of Engineering e del KAIST hanno sviluppato un innovativo metodo per identificare minuscoli difetti nel nitruro di boro esagonale (hBN). Questo approccio potrebbe aprire nuove strade nell'elettronica e nella tecnologia quantistica. Individuando gli atomi di carbonio che sostituiscono quelli di boro nell'hBN, i ricercatori possono ora esaminare l'impatto di questi difetti sulle proprietà del materiale.

I punti chiave di questa ricerca vengono messi in evidenza.

• I ricercatori hanno impiegato il "rumore" elettronico per individuare difetti nell'hBN.
• Questa tecnica è paragonabile all'uso di uno stetoscopio per materiali bidimensionali.
• Lo studio migliora la comprensione degli effetti quantistici nei nanomateriali.

Il metodo consiste nell'identificare i segnali di telegrafia casuale (RTS), che sono piccole variazioni nella corrente elettrica dovute all'interazione degli elettroni con i difetti. Questo approccio utilizza l'elettricità per analizzare le strutture atomiche.

L'utilizzo della scoperta va oltre il semplice rilevamento dei difetti. Il nitruro di boro esagonale è un ottimo isolante e, grazie alla sua estrema sottigliezza, è adatto a nuovi tipi di elettronica. Studiando e possibilmente riuscendo a controllare questi difetti atomici, i ricercatori potrebbero sia prevenire danni sia sfruttare le imperfezioni per scopi quantistici specifici.

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Questo metodo può migliorare sia l'elettronica tradizionale che la tecnologia quantistica. Aiuta a comprendere meglio i piccoli difetti nei materiali, il che è utile per emettitori di singoli fotoni e materiali per il calcolo quantistico. Questi progressi potrebbero agevolare lo sviluppo di sistemi di comunicazione sicuri o sensori quantistici, dove la precisione a livello atomico è fondamentale.

NYU e KAIST collaborano a livello internazionale per migliorare le loro ricerche scientifiche. Utilizzano simulazioni al computer insieme a dati sperimentali. Queste simulazioni hanno rivelato che gli atomi di carbonio rappresentano i principali difetti nella struttura dell'hBN. Questa scoperta è fondamentale per modificare le proprietà del materiale e aprire nuove possibilità di utilizzo tecnologico.

La ricerca rivela nuovi dettagli sui piccoli difetti nei materiali bidimensionali, aiutando gli scienziati a comprendere meglio il funzionamento di questi materiali. Questa comprensione può portare a metodi più efficaci per utilizzare l'hBN, migliorando settori tecnologici come l'elettronica e il calcolo quantistico.