Grafeno e fios de nanotubos criam tecnologia quântica do carbono

O recente recorde de maior fita de grafeno já produzida reviveu as esperanças de que o grafeno possa vir a cumprir sua extensa lista de promessas, que não têm se transformado em realidade devido sobretudo às dificuldades de fabricação.

As nanofitas de carbono têm se mostrado particularmente promissoras para aplicações práticas porque elas são mais fáceis de sintetizar e de poderem ter suas características controladas pela geometria de suas bordas.

Além disso, como suas dimensões não passam de alguns poucos átomos (de espessura é apenas um átomo), as nanofitas de grafeno são de particular interesse para as tecnologias quânticas.

Agora, pela primeira vez, pesquisadores conseguiram anexar eletrodos a nanofitas de carbono tão pequenas quanto nove átomos, o que mede cerca de 1 nanômetro.

Para garantir que apenas uma única nanofita seja contatada, os pesquisadores empregaram eletrodos de tamanho semelhante: Eles usaram nanotubos de carbono, que também tinham apenas 1 nanômetro de diâmetro - um nanotubo de carbono é essencialmente uma fita de grafeno enrolada em forma de canudo.

Finalmente, as fitas são transferidas para o mesmo substrato. A precisão é fundamental: Mesmo a menor rotação dos substratos pode reduzir significativamente a probabilidade de um contato bem-sucedido.

O próximo passo será preparar estruturas prontas para explorar os efeitos quânticos, o que poderá definir a faixa de aplicação desta tecnologia de processo. E a expectativa é grande porque há a possibilidade de que as nanofitas possam ser usadas diretamente, sem os caros aparatos de refrigeração típicas dos experimentos dessa natureza.

Um dos objetivos da equipe é construir qubits que funcionem a temperatura ambiente. A ideia é fazer isto criando duas nanofitas conectadas em série, formando um duplo ponto quântico, mas uma versão mais robusta do que o qubit mecânico demonstrado recentemente.

E, além de abrir caminho para uso prático do grafeno na computação quântica, a tecnologia oferece novas possibilidades para a promissora eletrônica do carbono, que promete aumentar a velocidade dos computadores e reduzir seu consumo de energia em mais de mil vezes, alguns especialistas apostam que a tecnologia possa migrar dos metais para o carbono.