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Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano

Fenomeni di singolo spin in dispositivi quantistici in silicio

La tesi prevede la caratterizzazione a temperature criogeniche di transistori in cui il trasporto di carica è condizionato da un singolo elettrone o un singolo atomo.  Le tecnologie microelettroniche permettono di fabbricare sistemi in cui la parte attiva è costituita da pochi atomi in almeno una direzione spaziale. Questo apre la possibilità di sfruttare fenomeni puramente quantistici per elaborare l’informazione in modi totalmente nuovi, come nel caso dei calcolatori quantistici. In questo ampio ambito di ricerca scientifica il laboratorio I3N di Polifab sviluppa, in stretta collaborazione con il Prof. E. Prati dell’ Università degli Studi di Milano, l’elettronica criogenica in grado di operare a temperature inferiori a 5 K per misurare e controllare un’ampia classe di dispositivi quantistici. Questa bassissima temperatura è infatti richiesta per limitare i disturbi indotti dalle fluttuazioni termiche aumentando i tempi di coerenza degli stati quantistici e la capacità di elaborare l’informazione.
L’obiettivo della tesi è esplorare la dinamica di trasporto di singoli elettroni e singole lacune a una scala temporale dell’ordine del nanosecondo in transistori di silicio. Quest’ultimi saranno tenuti a una temperatura di 4 K e polarizzati opportunamente per comportarsi da punto quantico (quantum dot). L’attività di tesi consisterà nel realizzare l’apparato sperimentale, eseguire le caratterizzazioni sperimentali dei dispositivi ed interpretare i risultati, eventualmente proponendo nuove caratterizzazioni.