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  • El sensor de vibración más pequeño del mundo cuántico

    El giro de una molécula (naranja) cambia y deforma el nanotubo (negro) montado entre dos electrodos (oro). Crédito:C. Grupe / KIT

    Los nanotubos de carbono y las moléculas magnéticas se consideran componentes básicos de los futuros sistemas nanoelectrónicos. Sus propiedades eléctricas y mecánicas juegan un papel importante. Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe y colegas franceses de Grenoble y Estrasburgo han encontrado una manera de combinar ambos componentes a nivel atómico y construir un sistema mecánico cuántico con propiedades novedosas. Se informa ahora en la versión impresa de Nanotecnología de la naturaleza diario.

    En su experimento, los investigadores utilizaron un nanotubo de carbono que se montó entre dos electrodos metálicos, abarcó una distancia de aproximadamente 1 µm, y podría vibrar mecánicamente. Luego, aplicaron una molécula orgánica con un giro magnético debido a un átomo metálico incorporado. Este giro se orientó en un campo magnético externo.

    "En esta configuración, Demostramos que las vibraciones del tubo se ven influenciadas directamente cuando el espín gira en paralelo o en antiparalelo al campo magnético, "explica Mario Ruben, jefe del grupo de trabajo de KIT. Cuando cambia el giro, el retroceso resultante se transfiere al nanotubo de carbono y este último comienza a vibrar. La vibración cambia las distancias atómicas del tubo y, por eso, su conductancia que se utiliza como medida de movimiento.

    Esta animación de video muestra ondas en nanotubos de carbono.

    La fuerte interacción entre un espín magnético y una vibración mecánica abre interesantes aplicaciones además de determinar los estados de movimiento del nanotubo de carbono. Se propone determinar las masas de moléculas individuales y medir las fuerzas magnéticas dentro del nano-régimen. El uso como bit cuántico en una computadora cuántica también podría ser factible.

    Según la información complementaria publicada en el mismo número de nanotecnología de la naturaleza, tales interacciones son de gran importancia en el mundo cuántico, es decir, en el rango de energías discretas y efectos de túnel, para el uso futuro de efectos nanoscópicos en aplicaciones macroscópicas. Combinación de giro, vibración, y la rotación en la nanoescala en particular puede resultar en aplicaciones y tecnologías completamente nuevas.


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