Una trampa diminuta para cargas individuales, el punto cuántico, es capaz de retener un solo hueco. Pero basta con que la carga en la frontera del material se sacuda para que el hueco atrapado empiece a temblar. Los ingenieros han encontrado la manera de calmar esa carga temblorosa: sustituir una escalera empinada por una rampa suave.

En un pastel de capas de silicio y germanio, la frontera entre las capas suele ser abrupta. La carga, que debería reposar en la profundidad, se acumula junto a esa frontera como el polvo en el borde de un escalón. Cada grano de polvo que cae en el escalón altera el campo eléctrico, y el punto cuántico lo percibe como ruido.

Los investigadores cultivaron una barrera en la que la composición cambia poco a poco: a lo largo de 25 nanómetros, la proporción de germanio disminuye de forma gradual. Para los huecos es como una rampa en lugar de una escalera: no hay un escalón abrupto donde la carga pueda quedarse atascada. Las mediciones Hall mostraron que el intervalo de tensión de puerta estable se amplió 2.75 veces en comparación con una estructura convencional.

En los puntos cuánticos fabricados con ese material, el ruido de carga a una frecuencia de 1 Hz fue de 0.46 µeV/√Hz. Es el valor más bajo entre los pozos cuánticos de germanio sobre sustratos de silicio. La transición entre los estados con cero y un hueco no derivó durante 100 minutos, aunque por lo general este tipo de transiciones se desplazan en cuestión de minutos.

La rampa funciona porque el cambio gradual de la composición rebaja el borde energético de la banda de valencia. El hueco ya no necesita saltar la barrera, y la carga no tiene dónde acumularse. No es solo otra forma de limpiar la superficie: es una solución de ingeniería que prohíbe energéticamente la acumulación de carga.

Ahora esa misma idea puede trasladarse a sustratos de germanio, donde el desajuste de red es menor. Si la rampa se vuelve aún más lisa, los puntos cuánticos podrán almacenar información cuántica durante más tiempo. La carga temblorosa se calma y el punto cuántico deja de temblar.