Stay tuned, abonneer!

Wetenschappers van de Edmonton National Institute for Nanotechnology, onder de leiding van Robert Wolkow, hebben nieuwe quantum dots uitgevonden die momenteel de kleinste ter wereld zijn. Door de uitvinding komt de ontwikkeling van kleinere en efficiëntere computers een stuk dichterbij.

Quantum dots zijn halfgeleiders op nanometerschaal die de mogelijkheid bieden om de beweging van elektronen te besturen. Quantum dots zijn de opvolgers van de transistors voor gebruik in quantum computing, de toekomstige ontwikkeling van computers. Quantum dots gebruiken hierbij veel minder energie dan transistors en zijn vele malen kleiner.

De huidige transistors werken door elektronen te blokkeren of door te laten. De techniek heeft het mogelijk gemaakt om transistors steeds kleiner te maken, maar door het drukken van elektronen door smalle ruimtes bestaat het gevaar van oververhitting van de machines. Quantum dots werken op een zelfde manier als golven in een waterplas. Wanneer een steen in het water wordt gegooid komen er golven die iemand aan de andere kant kan opvangen, in vergelijking zou je een transistor kunnen zien als een waterpijp met een hoge druk en een afsluitkraan. De golven van de quantum dot verbruiken in vergelijking vele malen minder energie.

"We voorspellen dat computers die gemaakt worden met deze nieuwe quantum dots tot wel duizend keer minder energie gebruiken en ze kunnen tevens ongeveer duizend keer kleiner gemaakt worden. Dit bereikt de limiet van ons inzicht in hoe klein iets zou kunnen worden", aldus Robert Wolkow, natuurkundige aan de universiteit van Alberta en leider van het project.

Eerder ontwikkelde quantum dots variëren in grootte tussen twee en tien nanometer en bestaan uit groepjes van duizend of meer atomen. Alhoewel dit erg klein is zijn deze quantum dots nog steeds veel te groot om elektronen goed te kunnen besturen zonder de temperatuur van de quantum dots extreem te verlagen wat weer veel energie kost.

De nieuwe quantum dot van Wolkow’s team is veel kleiner met een diameter van minder dan een nanometer en bestaande uit slechts één of twee deeltjes. Het voordeel van dit kleine formaat is dat elektronen veel minder keuzes hebben in hoe ze zich kunnen gedragen. De beweging en interactie van de elektronen kunnen zo makkelijker bestuurd worden om informatie te verzenden, zelfs op kamertemperatuur.

Het onderzoek van het team is gepubliceerd in de nieuwste editie van Physical Review Letters, een van de bekendste natuurkundige magazines ter wereld.