Спин-фононная наносистема – еще один прообраз кубита

Углеродные нанотрубки (CNT) и магнитные молекулы, благодаря их уникальным электрическим и металлическим свойствам, повсеместно рассматриваются как строительные блоки будущих наноэлектронных систем. Исследователи из Технологического университета Карлсруэ (Германия) вместе с французскими коллегами из Гренобля и Страсбурга на страницах журнала Nature Nanotechnology рассказали о новом способе совмещения обоих компонентов на атомном уровне.

В своих экспериментах ученые связывали нанотрубкой два металлических электрода, расстояние между которыми составляло около 1 мкм. Затем они дополняли CNT органической молекулой, обладающей магнитным спином из-за внедренного атома металла. Ориентация спина определялась внешним магнитным полем.

«Отдача», возникающая при  изменении спина, передавалась углеродной нанотрубке и заставляла последнюю вибрировать. В ходе колебания изменялось расстояние между атомами углерода, а следовательно, и электропроводность CNT, которая использовалась для измерения состояний движения.

Сильная взаимосвязь между  магнитным спином и механическими  колебаниями одномерного фононного резонатора открывает ряд интересных дополнительных возможностей. Подобный метод перспективен, например, для определения массы индивидуальных молекул и мониторинга магнитных сил в нанорежиме. Кроме того, чрезвычайно долгое время релаксации такой наносистемы позволяет авторам рекомендовать ее для реализации кубита в квантовом компьютере.