Universidad de Zaragoza CSIC
Un Investigador del ICMA demuestra que es posible alterar el confinamiento electrónico a través de nano-estructuras moleculares
Publication Date:  02/11/2017

 

El investigador del ICMA Jorge Lobo, ha publicado este mes un trabajo dentro del campo de la nanotecnología que ha sido incluido dentro de la prestigiosa revista científica Nature Communications, la tercera en importancia tras Nature y Science en ciencias multidisciplinares. El proyecto ha contado con la participación de un equipo internacional de científicos de España, Suiza, Irán, Egipto y Japón. 

 

El artículo, que lleva por nombre “ingeniería precisa del acoplamiento en redes de puntos cuánticos a través de su ancho de barrera” desgrana, desde un punto de vista fundamental, un concepto que se antoja de gran importancia para futuras aplicaciones en dispositivos moleculares (basados en moléculas orgánicas) y la computación cuántica.

 

En él, se validan conceptos básicos sobre confinamiento cuántico conceptualmente aceptados pero no totalmente demostrados experimentalmente. Este trabajo se centra en el estudio del acoplamiento e intercomunicación de puntos cuánticos basados en redes nanoporosas orgánicas. De forma explícita, los experimentos comienzan cuando se generan estructuras regulares orgánicas en forma de panal de abeja al depositar unas moléculas concretas sobre una superficie de plata. Las moléculas se auto-organizan de manera espontánea definiendo nano-cavidades o poros dentro de las cuales los electrones del material se concentran. Este conocido efecto cuántico, llamado confinamiento electrónico, cambia la energía de los electrones y la discretiza. Sin embargo, la regularidad de las estructuras confinantes (análogas a átomos artificiales) permite que haya intercomunicación (acoplamiento) entre las nano-cavidades vecinas. La belleza del trabajo consiste demostrar que se puede cambiar la separación entre los poros empleando moléculas idénticas salvo por un átomo en su estructura fundamental, simulando un efecto de tipo mariposa. De esa manera se demuestra que los electrones se confinan más fuertemente cuando mayor es la separación entre los poros. La demostración de este fenómeno podría aplicarse en computación cuántica, dado que el acoplamiento entre cada bit (definido por cada nano-cavidad) es esencial para su operatividad.

 

El investigador del ICMA Jorge Lobo, ha indicado que esta publicación “nos permite validar conceptos ya aceptados desde los inicios de la Física cuántica. Su relevancia queda patente al ser publicada en esta revista de prestigioso internacional reconocido. Esto nos anima y afianza en nuestra línea de investigación que pretende comprender fenómenos cuánticos que ocurren en la Nanociencia, donde nuestra experiencia humana diaria deja de tener válidez."

 

El director del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, Javier Campo, ha señalado que “cada nueva publicación del ICMA en revistas tan prestigiosas como Nature Communications hace que el Instituto cumpla con su misión de contribuir al avance del conocimiento científico y técnico con investigaciones de calidad”.

 

Jorge Lobo, de 42 años, se incorporó al equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón en el año 2015.  Es Doctor en Físicas desde el año 2004, tras los que pasó 5 años en Suiza durante su posdoctorado. En 2009 regresó a España y trabajó inicialmente en Barcelona gracias a un contrato “Ramón y Cajal” de atracción de talento y tres años después en el Centro de Física de Materiales de San Sebastián. Desde mediados de 2012 es Científico Titular en el CSIC.

 

El artículo completo se puede descargar del siguiente link:https://www.nature.com/articles/s41467-017-00872-2