Localizando la posición exacta de cada átomo en un cristal de silicio

Se ha ideado y probado un método para identificar la posición exacta de átomos individuales en un cristal, un descubrimiento que es fundamental para alcanzar una mayor precisión en los futuros ordenadores cuánticos basados en el silicio. Concretamente, la técnica ensayada con éxito ha permitido hacer un seguimiento de átomos individuales de fósforo en un cristal de silicio, gracias a lo cual ha sido posible confirmar su capacidad en la computación cuántica, así como su utilidad en nanodispositivos de detección.

El logro es obra del equipo internacional de Lloyd Hollenberg, de la Universidad de Melbourne en Australia, así como Sven Rogge y Michelle Simmons, de la Universidad de Nueva Gales del Sur en el mismo país.

La computación cuántica tiene el potencial de desarrollar una enorme potencia de procesamiento en el futuro. Los ordenadores actuales tienen transistores que utilizan un código binario, en otras palabras, un código de estados encendido/apagado (bits). Pero los ordenadores cuánticos del mañana usarán “qubits” o bits cuánticos, que poseen múltiples estados.

El equipo de Hollenberg, Rogge y Simmons obtuvo imágenes de resolución atómica mediante un microscopio de Efecto Túnel (STM), que les permitió determinar con precisión la ubicación de átomos en la red cristalina de silicio.

Imagen captada mediante microscopio de STM mostrando el detalle a nivel atómico de la función de onda de electrón de un dopante de fósforo bajo la superficie. A través de una concordancia muy precisa con los cálculos teóricos, se puede determinar la posición exacta de la retícula y la profundidad del dopante. (Foto: University of Melbourne)

“Las imágenes del microscopio atómico son destacables y lo bastante sensibles como para mostrar los 'zarcillos' de una función de onda de electrón surgiendo desde la superficie de silicio. La teoría es ahora visible, en lo que supone una primicia mundial”, explica Hollenberg.

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