Dispositivo de diamante con alto voltaje de ruptura.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign desarrollaron Diodos de barrera Schottky laterales tipo p de diamante dicen que tienen el voltaje de ruptura más alto y la corriente de fuga más baja en comparación con los dispositivos de diamante anteriores. El dispositivo de diamante puede soportar un alto voltaje, aproximadamente 5 kV, aunque el voltaje estaba limitado por la configuración de medición y no por el dispositivo en sí. En teoría, el dispositivo puede soportar hasta 9 kV.

"Construimos un dispositivo electrónico más adecuado para aplicaciones de alta potencia y alto voltaje para la futura red eléctrica y otras aplicaciones de energía", dijo Zhuoran Han, estudiante graduado de UIUC. “Y construimos este dispositivo con un material de banda prohibida ultra ancha, diamante sintético, que promete una mayor eficiencia y mejor rendimiento que los dispositivos de la generación actual. Con suerte, continuaremos optimizando este dispositivo y otras configuraciones para que podamos acercarnos a los límites de rendimiento del potencial material del diamante”. [1]

Qubits de diamantes elásticos para redes cuánticas

Investigadores de la Universidad de Chicago, el Laboratorio Nacional Argonne y la Universidad de Cambridge películas delgadas estiradas de diamante para crear bits cuánticos que puedan funcionar como parte de una red cuántica con equipos y gastos significativamente reducidos. El cambio también hace que los qubits sean más fáciles de controlar.

Para estirar el diamante a nivel molecular, colocaron una fina película de diamante sobre vidrio caliente. A medida que el vidrio se enfría, se contrae a un ritmo más lento que el diamante, estirando ligeramente la estructura atómica del diamante. Si bien el proceso sólo separa los átomos una pequeña cantidad, les permite mantener su coherencia a temperaturas de hasta 4 Kelvin (o -452 °F), una temperatura que, aunque sigue siendo muy fría, se puede alcanzar con equipos menos especializados.

“Hoy en día, la mayoría de los qubits requieren un refrigerador especial del tamaño de una habitación y un equipo de personas altamente capacitadas para ejecutarlo, por lo que si te imaginas una red cuántica industrial en la que tendrías que construir uno cada cinco o 10 kilómetros, ahora Estamos hablando de bastante infraestructura y mano de obra”, dijo Alex High, profesor asistente de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de UChicago. La temperatura más alta significa una “diferencia de un orden de magnitud en infraestructura y costos operativos”.

Además, el cambio también permite controlar los qubits con microondas. Las versiones anteriores tenían que usar luz en la longitud de onda óptica para ingresar información y manipular el sistema, lo que introducía ruido y significaba que la confiabilidad no era perfecta. Sin embargo, al utilizar el nuevo sistema y las microondas, la fidelidad aumentó al 99%. [2]

Almacenamiento de datos ópticos en diamantes.

Físicos del City College de Nueva York descubrieron que al multiplexar el almacenamiento en el dominio espectral, el capacidad de almacenamiento de datos ópticos en diamantes se puede mejorar. "Esto significa que podemos almacenar muchas imágenes diferentes en el mismo lugar del diamante usando un láser de un color ligeramente diferente para almacenar información diferente en diferentes átomos en los mismos puntos microscópicos", dijo Tom Delord, investigador asociado postdoctoral en CCNY. "Si este método se puede aplicar a otros materiales o a temperatura ambiente, podría llegar a aplicaciones informáticas que requieran almacenamiento de alta capacidad".

El equipo se centró en los "centros de color" de los diamantes, defectos atómicos que pueden absorber la luz y servir como plataforma para las tecnologías cuánticas. "Lo que hicimos fue controlar la carga eléctrica de estos centros de color con mucha precisión utilizando un láser de banda estrecha y condiciones criogénicas", explicó Delord. "Este nuevo enfoque nos permitió esencialmente escribir y leer pequeños fragmentos de datos a un nivel mucho más fino de lo que era posible anteriormente, hasta un solo átomo".

El enfoque también es reversible. "Uno puede escribir, borrar y reescribir un número infinito de veces", dijo Richard G. Monge, becario postdoctoral en CCNY. [3]

Referencias

[1] Z. Han y C. Bayram, “Diodos de barrera Schottky laterales tipo p de diamante con alto voltaje de ruptura (4612 V a 0.01 mA/Mm)”, en IEEE Electron Device Letters, vol. 44, núm. 10, págs. 1692-1695, octubre de 2023, http://dx.doi.org/10.1109/LED.2023.3310910

[2] Xinghan Guo et al, "Control cuántico basado en microondas y protección de coherencia de qubits de espín con vacantes de estaño en una heteroestructura de membrana de diamante sintonizada por tensión". Revisión física X, 29 de noviembre de 2023. https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.13.041037

[3] Monge, R., Delord, T. y Meriles, CA. Almacenamiento óptico reversible de datos por debajo del límite de difracción. Nat. Nanotecnología. (2023). https://doi.org/10.1038/s41565-023-01542-9