\u00c8 promettente, ma anche perplesso e confuso: si prevede che nei prossimi decenni la tecnologia quantistica ci fornir\u00e0 scoperte tecnologiche, come sensori pi\u00f9 piccoli e pi\u00f9 precisi, reti di comunicazione altamente sicure e computer potenti che potranno aiutare a sviluppare nuovi farmaci e materiali, a controllare i mercati finanziari e a prevedere il tempo atmosferico nel pi\u00f9 breve tempo possibile.<\/p>\n\n\n\n
Per questo, abbiamo bisogno dei cosiddetti materiali quantistici: sostanze che presentano effetti fisici quantistici pronunciati. Uno di questi \u00e8 il grafene. Questa forma strutturale bidimensionale del carbonio ha propriet\u00e0 fisiche insolite, come una resistenza alla trazione e una conducibilit\u00e0 termica ed elettrica straordinariamente elevate. Se si limita il materiale gi\u00e0 bidimensionale in modo ancora pi\u00f9 spaziale, ad esempio a una banda stretta, si ottengono effetti quantistici controllabili.<\/p>\n\n\n\n
Questo \u00e8 esattamente ci\u00f2 che sta sfruttando il team di Mickael Perrin: Nel laboratorio Empa “Transport at Nanoscale Interfaces”, diretto da Michel Calame, gli scienziati del team di Perrin stanno ricercando nanoribbons di grafene. “I nanoribbon di grafene sono ancora pi\u00f9 affascinanti del grafene stesso”, spiega Perrin. “Variando la loro lunghezza e larghezza, cos\u00ec come la forma dei loro bordi, e aggiungendovi altri atomi, \u00e8 possibile conferire loro ogni tipo di propriet\u00e0 elettrica, magnetica e ottica”<\/p>\n\n\n\n
Unvero lavoro di precisione – fino all’atomo In un nuovo studio recentemente pubblicato sulla rivista Nature Electronics, Perrin, Jian Zhang e il loro team sono riusciti per la prima volta a creare un contatto elettrico conduttivo con singoli nanoribbons di grafene lunghi e di precisione atomica. Non \u00e8 un compito banale: “Un nanoribbon di grafene largo solo nove atomi di carbonio misura appena un nanometro di larghezza”, afferma Zhang. Per contattare i singoli nastri, i ricercatori hanno utilizzato elettrodi altrettanto piccoli: nanotubi di carbonio con un diametro di appena un nanometro.<\/p>\n\n\n\n La precisione indispensabile per un esperimento di questo tipo inizia gi\u00e0 con i materiali di partenza. I ricercatori hanno ottenuto i nanoribbons di grafene dal laboratorio “nanotech@surfaces” dell’Empa, sotto la direzione di Roman Fasel, con cui collaborano da tempo. “Roman Fasel e il suo team lavorano da molto tempo sui nanoribbons di grafene e sono in grado di sintetizzarne molti tipi diversi con precisione atomica da singole molecole di partenza”, spiega Perrin. Le molecole di partenza provengono dal Max Planck Institute for Polymer Research di Mainz.<\/p>\n\n\n\n Se si vuole far progredire lo stato dell’arte, l’interdisciplinarit\u00e0 \u00e8 fondamentale. Cos\u00ec, nello studio sono stati coinvolti diversi gruppi di ricerca internazionali, ognuno con la propria area di competenza: i nanotubi di carbonio sono stati prodotti da un gruppo di ricerca dell’Universit\u00e0 di Pechino, mentre gli scienziati dell’Empa hanno collaborato con i ricercatori dell’Universit\u00e0 di Warwick per interpretare i risultati. “Un progetto come questo non sarebbe possibile senza la cooperazione”, sottolinea Zhang.<\/p>\n\n\n\n Il contatto dei singoli nastri con i nanotubi ha rappresentato una sfida per i ricercatori. “I nanotubi di carbonio e i nanoribbons di grafene sono cresciuti su substrati separati”, spiega Zhang. “Per prima cosa, i tubi devono essere trasferiti sul substrato sperimentale e contattati con elettrodi metallici. Poi li tagliamo usando la litografia a fascio elettronico ad alta risoluzione per separarli in due elettrodi ciascuno” Infine, i nastri vengono trasferiti sullo stesso substrato. La precisione \u00e8 essenziale in questo caso: Anche la minima rotazione dei substrati pu\u00f2 impedire il successo del contatto. “L’accesso a un’infrastruttura di alta qualit\u00e0 presso il “Binnig and Roher Nanotechnology Center” del centro di ricerca IBM di R\u00fcschlikon \u00e8 stato fondamentale per testare e implementare questa tecnologia”, afferma Perrin.<\/p>\n\n\n\n Sogni del futuro I nanoribbons di grafene hanno propriet\u00e0 straordinarie che possono essere controllate con precisione. I ricercatori dell’Empa, dell’Universit\u00e0 di Pechino e dell’Universit\u00e0 di Warwick sono riusciti per la prima volta ad attaccare elettrodi a singoli nanoribbon con precisione atomica. In questo modo stanno aprendo la strada a una caratterizzazione precisa dei “nastri miracolosi” e alla loro possibile applicazione nella tecnologia quantistica.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":61946,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"pmpro_default_level":"","inline_featured_image":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"footnotes":""},"categories":[22695],"tags":[11657,2609,9886,41485],"class_list":["post-61952","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-societa","tag-elektronik-it","tag-forschung-it","tag-labor-it","tag-nanotechnologie-it","pmpro-has-access"],"acf":{"bild_mit_ki_erstellt_worden":[],"lead":"I nanoribbons di grafene hanno propriet\u00e0 straordinarie che possono essere controllate con precisione. I ricercatori dell'Empa, dell'Universit\u00e0 di Pechino e dell'Universit\u00e0 di Warwick sono riusciti per la prima volta ad attaccare elettrodi a singoli nanoribbon con precisione atomica. In questo modo stanno aprendo la strada a una caratterizzazione precisa dei \"nastri miracolosi\" e alla loro possibile applicazione nella tecnologia quantistica.","autor":"Quelle: empa.ch, Bild: empa.ch\/web\/s604\/nanoribbons-electrodes","ort":"","bildunterschrift":"","bild_im_grid":false,"gallerie":"","newsim":""},"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t
<\/strong>La ricerca sui promettenti nastri non \u00e8 sempre facile. Pi\u00f9 stretta \u00e8 la banda, pi\u00f9 chiare sono le sue propriet\u00e0 quantistiche – ma pi\u00f9 difficile \u00e8 controllare una singola banda. Ma questo \u00e8 proprio ci\u00f2 che serve per comprendere nel dettaglio le caratteristiche speciali e le possibili applicazioni di questo materiale quantistico.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Gli scienziati hanno confermato il successo misurando il trasporto di carica. “Gli effetti quantistici sono solitamente pi\u00f9 pronunciati a basse temperature, per questo abbiamo effettuato le misurazioni a temperature vicine allo zero assoluto in un vuoto spinto”, spiega Perrin, menzionando anche una propriet\u00e0 particolarmente promettente dei nanoribbons di grafene: “Grazie alle loro dimensioni estremamente ridotte, le loro propriet\u00e0 quantistiche sono molto robuste. Ci aspettiamo che siano ancora rilevabili anche a temperatura ambiente” Secondo il ricercatore, questo potrebbe permetterci di sviluppare tecnologie quantistiche che non richiedono un’elaborata infrastruttura di raffreddamento.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"