中国の研究チームが、単一電子メモリデバイスの実用化を可能にする新しい設計を開発した。このデバイスは、原子レベルの厚さのグラフェンをベースにしたトランジスタで設計され、メモリ領域近くの寄生容量を最小限に抑えた。これにより、室温で単一電子の追加や除去を0.5Vのしきい値電圧ステップとして検出できるようになった。このデバイスは、状態を少なくとも5000秒維持し、理論的な分析では、この状態が10年ほど持続する可能性があると予測されている。

このデバイスは、「密度状態ギャップ」と呼ばれるメカニズムを用いて、単一量子メモリ状態を操作できる。このメカニズムは、10Kのような低温で、特定のメモリ状態をスキップさせることができる。研究者たちは、この設計が室温で単一電子状態をより良く分離し、将来的には高密度で信頼性の高いアレイにスケールアップできる可能性があると予測している。

現在、このデバイスの室温での状態スキップ効果の実証と高密度アレイへのスケールアップには、さらに研究が必要である。研究者たちは、この設計が量子現象の探索に新しい道を開き、異なる半導体のゼロ密度状態領域との統合が、特定の数の量子状態を切り取ることを可能にすると予測している。