ABD Enerji Bakanlığı’nın Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki bilim adamları, kuantum hesaplama ve iletişimdeki kritik ihtiyaçları karşılayan cihazlar için yeni malzemelere yol açabilecek yeni teknoloji geliştirdiler.
Sentoskop adı verilen bu teknoloji, sentezi gelişmiş mikroskopi ile birleştiren gelişmiş bir mikroskopik araçtır. Bir sentezoskop, araştırmacıların bir malzemedeki farklı atomları belirli konumlara yerleştirmesine olanak tanır ve bu da malzemeye yeni özellikler kazandırabilir.
Bu araştırmaya liderlik eden malzeme bilimci Stephen Jesse’ye göre, “Atomik düzeyde çalışarak, aynı zamanda kuantum özelliklerinin ortaya çıktığı ve doğal olarak korunduğu düzeyde de çalışıyoruz.” Teknolojinin, bilgisayarları geliştirmek, daha güvenli iletişim oluşturmak ve dedektörleri daha hassas hale getirmek için dolaşma gibi kuantum olgularına dayanan geleceğin cihazlarını yaratmayı amaçladığını ekledi.
Araştırmacılar atomik ölçekteki malzemeleri işlemek için taramalı transmisyon elektron mikroskoplarını (STEM) kullanıyor. Sentezoskop, üretimdeki son teknolojiyi malzemelerin bireysel yapı taşları seviyesine kadar ilerletecektir.
Araştırmada yer alan malzeme bilimci Ondřej Dick’e göre, “klasik bilgisayarlar 0 veya 1 olabilen bitler kullanıyor. Kuantum bilgisayarlar aynı anda hem 0 hem de 1 olabilen kübitler kullanıyor, bu teknoloji belirli sorunları çözmek için kullanılabilir.” Sorunları klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı çözüyoruz.”
Araştırmacılar, bir elektron ışınını bir grafen kafesi boyunca ileri geri hareket ettirerek küçük delikler oluşturarak yöntemi zaten gösterdiler. Bu deliklere kalay atomları yerleştirdiler ve sürekli, atom atom doğrudan bir yazma işlemi gerçekleştirdiler.
Jesse’ye göre “Atomik ölçekte füzyon süreçleri, nispeten basit stratejiler kullanılarak rutin hale gelebilir.” Sentoskop konseptinin atomik füzyon süreçlerine bir pencere ve atomik ölçekte üretime benzersiz bir yaklaşım sağladığını ekledi.
Bu teknoloji, kuantum bilgi biliminde ve daha geniş anlamda mikroelektronik ve katalizde gelecekteki birçok teknolojik uygulamaya ve ayrıca malzeme sentezi süreçlerinin daha derin anlaşılmasına uygulanabilir.