纳米电子新突破：电荷行为实现可控，或有助开发更多更有效的量子器件

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来自康考迪亚大学（Concordia University）的研究员们实现了一个能够使电子器件更为智能的突破，研究已经发表在期刊《Nature Communications》上。这个突破主要包括体现在两方面，一个是电子的量子特性研究，另一个则是与之相关的的超短量子晶体管研究。

根据作者介绍，在电子的量子特性方面，这个研究揭示了工程师们在构建分子纳米电子时所遇到的问题，以及如何利用电子的量子特性来解决这些问题。

他们已经通过实验证明，在非常短的碳纳米管晶体管中，能够实现控制正电荷粒子和负电荷粒子使其行为相同或者相反。值得注意的是，在一些大约 500 个原子构成的器件中，正电荷受到更多限制因而表现得更像一个粒子，而负电荷则相反，因较小的限制而表现得更接近波。

因此，他们的实验表明了一种新的研究方向，那就是利用电子的量子特性进行信息存储。通过使正负电荷行为差异最大化，可以制造出新一代的二合一量子电子器件，应用到量子计算、辐射传感以及晶体管电子中。这些二合一量子器件最终将会帮助开发出更智能也更有效的消费电子产品。

而在超短量子晶体管方面，他们指出，这个发现最令人激动的一点应该是能够靠它构建单一器件组成的量子电路，通过开关的翻转，这些单一器件可以存储或者传递量子信息。除此之外，还能靠它构建具有双重功能的器件，这对构建更小的电子设备和使打包的内容更紧密等方面很有帮助。另外，这些超短纳米晶体管可以成为研究电子学、磁学、力学和光学在量子级别上如何相互作用的有效工具。

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编辑：王念   校审：黄珊

参考：

https://phys.org/news/2017-10-nanoelectronics-breakthrough-efficient-quantum-devices.html

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