menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
Skal man sende kvanteinformation fra et sted til et andet, er fotoner og en optisk fiber en god kombination.
Elektroner er i princippet lige så velegnede til at bære kvanteinformation, man da man ikke hidtil har kunnet sende elektroner enkeltvis over længere afstande, uden det har været forbundet med høje tab eller forvrængninger, har de ikke være velegnede til opgaven.
En ny form for bølgeleder for elektroner udviklet af Jean-Damien Pillet fra Ecole Polytechnique i Paris i samarbejde med forskere fra Harvard University i USA og Japans nationale institut for materialevidenskab kan nu rette op på det problem.
Forskerne har i en artikel i Physical Review Letters vist, at de kan lede elektroner i en snæver bane langs et grafenlag, som befinder sig nogle få nanometer under et kulstofnanorør, hvor der er påtrykt en elektrisk spænding.
Kulstofnanorøret har en diameter på ca. en nanometer. Med en spændingsforskel omkring en volt mellem kulstofnanorør og grafenlag vil dette inducere et elektrostatisk potentiale med en bredde omkring 10 nanometer i grafenlaget med en energiforskel på omkring 0,1 elektronvolt i midten af denne bølgeleder i forhold til området udenfor.
Denne konfiguration løser en lang række problemer, der har været med andre former for bølgeledere for elektroner.
For det første kan den fremstilles som en single-mode-bølgeleder, som det også er tilfældet for visse typer af optiske fibre. Det er nødvendigt for, at man skal forhindre, at elektroner utilsigtet vil hoppe mellem forskellige bølgetyper (modes) inde i bølgelederen.
For det andet kan kan den holde godt fast på elektronerne, så de ikke lækker ud.
I forsøgene har bølgelederen kun haft en længde på 500 nm.
Det skal øges op til omkring mikrometerskala, hvis man eksempelvis skal bruge den til at bygge meget følsomme elektron-interferometre eller rekonfigurerbare kredsløb, forklarer David Goldhaber-Gordon fra Stanford University til physics.aps.org.
Forsøgene er udført ved en temperatur på 1,6 kelvin, men bølgelederen burde også virke med stuetemperatur, skriver forskerne i deres artikel. Men det skal testes, før man kan være sikker herpå.
David Goldhaber-Gordon mener dog, at der er tale om en smart tænkt og smart udført bølgeleder. Så måske har vi nu fundet den elektroniske pendant til den optiske fiber.
