Вчені створили електронний пристрій на основі квантового тунелювання

Pixabay/Victor Tangermann

Побудувавши тунельний бар'єр Фаулера-Нордгейма товщиною менше ніж 100 атомів, вчені з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі змогли сповільнити потік електронів, зберігаючи при цьому систему стабільною та ввімкненою.

Продовжуй

Група дослідників створила датчик, який, за їхніми словами, може працювати протягом всього року з одним стрибком потужності. Для цього команда використовувала можливості квантового тунелювання.

«Уявіть, що на дереві звисає яблуко», — йдеться в заяві Шантану Чакрабартті, керівника дослідження та автора статті, опублікованій минулого місяця в журналі Nature Communications. «Можна трохи потрясти дерево, але яблуко не впаде. Ви повинні потягнути його досить, щоб розтрусити яблуко».

Долаючи бар'єри

Команда Чакрабартті побудувала пристрій з чотирьох конденсаторів, двох транзисторів і перетворювача, яке вимірює мікрорух навколишнього середовища.

Потім, маніпулюючи крихітною щілиною всередині одного з конденсаторів, Чакрабартті каже, що вони подолали так званий «тунельний бар'єр Фаулера-Нордхейма».

Одержаний сенсор зміг використовувати квантове тунелювання, щоб підтримувати себе в робочому стані більше року з початковим стрибком всього в 50 мільйонів електронів.

Маленька танцівниця

Тунельний бар'єр Чакрабартті був побудований таким чином, щоб «ви могли контролювати потік електронів. Ви можете зробити його досить повільним, до одного електрона у хвилину, і при цьому зберегти його надійність».

Команда сподівається, що одного разу ця технологія зможе забезпечувати роботу моніторів глюкози або навіть активності мозку без батарей.

«На цей момент платформа є універсальною», — сказав Чакрабартті. «Це просто залежить від того, що ви підключаєте до пристрою. Якщо у вас є перетворювач, який може генерувати електричний сигнал, він може живити наш датчик-реєстратор даних».

Джерела: Science Alert