De acordo com um estudo publicado na revista científica Nano Letters, um grupo de cientistas está criando uma tecnologia que utiliza átomos individuais para produzir materiais inovadores destinados a dispositivos baseados em mecânica quântica. A ferramenta permite que os pesquisadores ‘escrevam’ átomos; assim, eles são colocados em lugares específicos para proporcionar propriedades específicas a um material.
Nomeada sintescópio, a ferramenta utiliza um microscópio eletrônico de varredura por transmissão (STEM) para manipular materiais em escala atômica e 'escrever' os átomos. Assim, é possível escolher com precisão onde as partículas serão colocadas, permitindo o surgimento de novas propriedades em materiais destinados a dispositivos quânticos.
Em um comunicado oficial, os pesquisadores explicam que essa inovação é crucial para facilitar a alteração atômica de materiais. No futuro, ela poderá ser utilizada em tecnologias de mecânica quântica, microeletrônica e catálise. A fabricação em escala atômica é considerada uma área complexa, devido às dificuldades na 'edição atômica' de materiais.
"Ao trabalhar na escala atômica, também trabalhamos na escala em que as propriedades quânticas naturalmente emergem e persistem. Nosso objetivo é usar esse acesso aprimorado ao comportamento quântico como uma base para dispositivos futuros que dependem de fenômenos exclusivamente quânticos, como emaranhamento, para melhorar computadores, criar comunicações mais seguras e aumentar a sensibilidade dos detectores", disse um cientista de materiais que lidera a pesquisa, Stephen Jesse.
Fabricação atômica e dispositivos quânticos
Os dispositivos quânticos mencionados podem ser computadores quânticos, sensores quânticos e máquinas de comunicação quântica, ou seja, o sintescópio pode ajudar a criar estruturas atômicas projetadas especificamente para utilização nesses aparelhos.
Os cientistas já solicitaram uma patente para que a tecnologia não seja copiada por outras empresas ou instituições.
A renderização apresenta como o sintescópio funciona; os cientistas afirmam que a técnica facilitará a fabricação atômica de materiais.Fonte: Ondrej Dyck / ORNL / U.S. Dept. of Energy
Para realizar a fabricação em escala atômica, eles utilizaram feixes de elétrons para remover ou depositar átomos — esse é exatamente o processo de 'edição atômica'. Nos testes de laboratório, a equipe de pesquisa utilizou a técnica para inserir átomos de estanho em uma rede de grafeno, depositando-os em locais específicos previamente determinados.
"Simplesmente pelo fato de que agora podemos começar a colocar átomos onde queremos, podemos pensar em criar matrizes de átomos, precisamente posicionados próximos o suficiente para poderem se entrelaçar e, portanto, compartilhar suas propriedades quânticas, o que é essencial para tornar os dispositivos quânticos mais poderosos do que os convencionais", disse o cientista de materiais, Ondrej Dyck.
Até o momento, eles afirmam ter alcançado o objetivo da pesquisa, que é manipular a matéria em escala atômica em tempo real. Contudo, os pesquisadores continuarão estudando o tema para aprimorar o sintescópio cada vez mais e, assim, oferecer a tecnologia de forma mais ampla.
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