(PhysOrg.com) -- Matthieu Doty, professeur assistant au département des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'Université du Delaware, est co-auteur de deux articles explorant de nouvelles méthodes d'assemblage de points quantiques pour contrôler la façon dont les électrons interagissent avec la lumière et les champs magnétiques pour des applications dans les appareils informatiques de nouvelle génération et la capture de l'énergie solaire.

Les journaux ont récemment paru dans Examen physique B , un journal de l'American Physical Society (APS). Les deux articles ont été sélectionnés comme « Suggestions de l'éditeur, ” une appellation réservée à seulement cinq pour cent des articles soumis à la revue.

Le groupe de Doty étudie les points quantiques, de minuscules semi-conducteurs qui peuvent piéger des électrons uniques d'une manière comparable à des atomes comme l'hydrogène et l'hélium. Les points quantiques sont souvent appelés « atomes artificiels » car ils ont des propriétés électroniques similaires à celles des atomes naturels. Le groupe de Doty explore la manière dont ces « atomes artificiels » peuvent être assemblés pour créer des « molécules artificielles ». les propriétés de ces molécules de points quantiques peuvent être adaptées pour créer des propriétés uniques et ajustables pour les électrons piégés dans les molécules.

Le premier papier, intitulé « Facteur g accordable in situ pour un seul électron confiné à l'intérieur d'une molécule de point quantique d'InAs, ” documente une nouvelle stratégie d'ingénierie des propriétés de spin d'électrons isolés.

L'équipe de Doty démontre cette stratégie en concevant, fabriquer et caractériser une molécule de point quantique qui permet d'ajuster les propriétés des électrons avec un petit changement de la tension appliquée à la molécule. Le succès de la stratégie valide une nouvelle approche de l'ingénierie des dispositifs optoélectroniques avec une puissance de calcul considérablement améliorée.

L'auteur principal de l'article était Weiwen Liu, un doctorant dans le groupe de recherche de Doty. Les co-auteurs incluent les doctorants en ingénierie de l'UD Ramsey Hazbun et Shilpa Sanwlani; James Kolodzey, Charles Black Evans professeur de génie électrique et informatique; et Allan Bracker et Daniel Gammon du Naval Research Laboratory.

Le deuxième papier, intitulé « Signatures spectroscopiques d'interactions à plusieurs corps et d'états délocalisés dans des molécules de points quantiques latéraux auto-assemblés, ” décrit une conception moléculaire différente, dans lequel les deux points quantiques sont placés côte à côte au lieu de l'un sur l'autre. La géométrie latérale modifie la façon dont les électrons sont piégés dans la molécule et crée des états moléculaires électroniques plus complexes. Ces nouveaux états électroniques de la conception moléculaire latérale fournissent un modèle pour de nouvelles architectures informatiques qui surmontent les limites d'échelle de l'informatique conventionnelle basée sur la charge en médiant les interactions entre les spins confinés uniques.

Xinran Zhou, doctorant dans le groupe de recherche Doty, a été l'auteur principal de l'article. Les co-auteurs incluent les doctorants de l'UD Shilpa Sanwlani et Weiwen Liu et des chercheurs de l'Université de Kwangoon en Corée du Sud, l'Université de l'Arkansas et l'Université des sciences et technologies électroniques de Chine.