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Un equipo de investigadores de la  universidad de Pittsburgh (EE.UU.)  ha creado un transistor de un único  electrón que proporciona un bloque de construcción para, más potentes  y avanzados materiales electrónicos, y componentes básicos de los ordenadores cuánticos.

El informe de los investigadores ha sido publicado en Nature Nanotechnology, el componente central del transistor – una isla con  sólo 1,5 nanómetros de diámetro – opera con la adición de uno o dos electrones solamente. Esa capacidad podría hacer  el transistor importante para una amplia gama de aplicaciones de cómputo, de memorias de gran capacidad hasta procesadores cuánticos, estos dispositivos prometen resolver  problemas tan complejos que todos los ordenadores del mundo trabajando juntos por miles de millones de años, no podrían resolver.

Además, la isla central podría ser utilizada como un átomo artificial para el desarrollo de nuevos tipos de materiales electrónicos artificiales tales como superconductores exóticos con propiedades que no se encuentran en materiales naturales, explicó el investigador Jeremy Levy, profesor de física y astronomía en la escuela Pitt de las Artes y las Ciencias.

Levy y sus colegas llamaron a su  dispositivo SketchSET, o transistor de un solo electrón basado en un  boceto, después de una técnica desarrollada en el laboratorio de Levy en 2008 que funciona como un microscopio Etch A Sketch ^TM, el juguete de dibujo que inspiró la idea. Utilizando la sonda afilada de un microscopio de fuerza atómica, Levy puede crear tales dispositivos electrónicos, cables y transistores de dimensiones nanométricas en la interfaz de un cristal de titanato de estronco y una capa de 1,2 nanómetros de espesor de aluminato de lantano. Los dispositivos electrónicos se puede

El SketchSET – que es el primer transistor de electrón único hecho enteramente de materiales a base de óxido – consiste en una formación de islas que pueden albergar hasta dos electrones. El número de electrones en la isla – que puede ser cero, uno o dos – resulta en distintas propiedades conductoras. Los cables que se extienden desde el transistor transportan electrones adicionales en toda la isla.

Una virtud de un transistor de electrón único es su extrema sensibilidad a una carga eléctrica, explicó Levy. Otra característica de estos materiales de óxido es la ferroelectricidad, que permite que al transistor  actuar como una memoria de estado sólido. El estado ferroeléctrico puede, en ausencia de alimentación externa, controlar el número de electrones en la isla, que a su vez puede ser utilizado para representar el 1 o 0 del estado de un elemento de la memoria. Una memoria de computadora basado en esta propiedad sería capaz de conservar la información incluso cuando el procesador está apagado, dijo Levy. El estado ferroeléctrico también se espera que sea sensible a pequeños cambios de presión a escala nanométrica, lo que hace este dispositivo potencialmente útil como una carga a nanoescala y  sensor de fuerza.

La investigación publicada en la revista Nature Nanotechnology también fue apoyado en parte por subvenciones de  DARPA, del Ejército de los EE.UU.,  U.S. Army Research Office, the National Science Foundation, and the Fine Foundation..