La electrónica cuántica. Probeando el ruido de Johnson y el transporte balístico en metales normales con un qubit de...

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada Física de la materia condensada
• La detección cuántica de la sensación.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• El ruido de Johnson surge de las corrientes eléctricas inducidas térmicamente en los conductores.
• Estas fluctuaciones generan campos eléctricos y magnéticos relacionados con la conductividad del metal.
• La exploración de entornos electromagnéticos a nanoescala es crucial para las tecnologías cuánticas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el ruido de Johnson cerca de películas de plata conductoras utilizando qubits de un solo giro.
• Explorar las desviaciones de la teoría electromagnética clásica a nanoescala.
• Comprender la influencia de la estructura del material (policristalino vs. monocristalino) en el ruido de Johnson.

Principales métodos:

• Utilizó centros de vacío de nitrógeno (NV) en el diamante como magnetómetros sensibles.
• Se midieron las fluctuaciones magnéticas (ruido de Johnson) en la proximidad de las películas de plata.
• Distancia variada (20-200 nm) y temperatura (10-300 K) para las películas policristalinas y monocristalinas.

Principales resultados:

• El comportamiento de ruido clásico de Johnson se observó para las películas de plata policristalina.
• Se detectó una supresión significativa del ruido de Johnson cerca de las películas de plata de un solo cristal.
• Esta supresión indica una desviación de la ley de Ohm en escalas de longitud por debajo de la trayectoria libre media de los electrones.

Conclusiones:

• Los resultados se alinean con un modelo generalizado que incorpora el movimiento de electrones balísticos.
• Demuestra el potencial para controlar sistemas cuánticos a nanoescala con electrodos cercanos.
• Destaca la importancia de la estructura del material en los fenómenos electromagnéticos a nanoescala.