(PhysOrg.com) - Matthew Doty, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Delaware, es coautor de dos artículos que exploran métodos novedosos para ensamblar puntos cuánticos para controlar cómo los electrones interactúan con la luz y los campos magnéticos para aplicaciones en dispositivos informáticos de próxima generación y captura de energía solar.

Los artículos aparecieron recientemente en Revisión física B , una revista de la Sociedad Estadounidense de Física (APS). Ambos artículos fueron seleccionados como "Sugerencias del editor, ”Una designación reservada para sólo el cinco por ciento de los artículos enviados a la revista.

El grupo de Doty estudia los puntos cuánticos, diminutos semiconductores que pueden atrapar electrones individuales de una manera comparable a átomos como el hidrógeno y el helio. Los puntos cuánticos a menudo se denominan "átomos artificiales" porque tienen propiedades electrónicas similares a los átomos naturales. El grupo de Doty explora la forma en que estos "átomos artificiales" se pueden ensamblar para crear "moléculas artificiales". A diferencia de las moléculas naturales, las propiedades de estas moléculas de puntos cuánticos se pueden adaptar para crear propiedades únicas y sintonizables para los electrones atrapados en las moléculas.

El primer papel titulado “Factor g sintonizable in situ para un solo electrón confinado dentro de una molécula de punto cuántico de InAs, ”Documenta una nueva estrategia para diseñar las propiedades de espín de electrones confinados simples.

El equipo de Doty demuestra esta estrategia diseñando, fabricar y caracterizar una molécula de punto cuántico que permite sintonizar las propiedades del electrón con un pequeño cambio en el voltaje aplicado a la molécula. El éxito de la estrategia valida un nuevo enfoque para diseñar dispositivos optoelectrónicos con una potencia computacional mejorada dramáticamente.

El autor principal del artículo fue Weiwen Liu, estudiante de doctorado en el grupo de investigación de Doty. Los coautores incluyen a los estudiantes de doctorado en ingeniería de la UD Ramsey Hazbun y Shilpa Sanwlani; James Kolodzey, Profesor Charles Black Evans de Ingeniería Eléctrica e Informática; y Allan Bracker y Daniel Gammon del Laboratorio de Investigación Naval.

El segundo papel, titulado “Firmas espectroscópicas de interacciones de muchos cuerpos y estados deslocalizados en moléculas de puntos cuánticos laterales autoensambladas, "Describe un diseño molecular diferente, en el que los dos puntos cuánticos se colocan uno al lado del otro en lugar de uno encima del otro. La geometría lateral cambia la forma en que los electrones quedan atrapados en la molécula y crea estados moleculares electrónicos más complejos. Estos nuevos estados electrónicos del diseño molecular lateral proporcionan una plantilla para nuevas arquitecturas informáticas que superan los límites de escala de la informática convencional basada en cargas al mediar interacciones entre espines confinados únicos.

Xinran Zhou, estudiante de doctorado en el grupo de investigación de Doty, sirvió como autor principal del artículo. Los coautores incluyen a los estudiantes de doctorado de la UD Shilpa Sanwlani y Weiwen Liu e investigadores de la Universidad Kwangoon de Corea del Sur, la Universidad de Arkansas y la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de China.