Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The ability to precisely place single atoms on a silicon surface to attain exacting engineered properties allows for new and improved standards and sensors. At the University of Alberta and the NRC Nanotechnology Research Centre the Project team have developed atom crafting techniques that are world leading. While other approaches allow only cryogenically stabilized structures to be made, the Project team makes robust, electrically useful devices that stand up to the practical requirements of real-world deployment. The Project will include the deployment of the previously developed techniques to produce testable, exactingly reproducible and practically useable quantum metrology devices. The Project team will make an electrical current standard and a standard thermometer. Both devices allow reference measurements to be made that are - always reliable, calibration-free measurements. These new, useful and marketable devices are extensions of the atom-defined single electron transistor (SET) technology. The SETs the Project team have previously developed are uniquely immune to stray charge effects that plague other SETs and moreover any number of identical SETs with practically no variance of properties can be made allowing for practical manufacture and deployment.

La capacité de placer des atomes à un endroit précis sur une surface en silicium en vue d’obtenir certaines propriétés techniques ouvre la voie à de nouveaux et meilleurs étalons et capteurs. À l’Université de l’Alberta et au Centre de recherche en nanotechnologie du CNRC, l’équipe responsable du projet a mis au point des méthodes de façonnage atomique comme il n’en existe nulle part ailleurs dans le monde. Alors que d’autres approches n’aboutissent qu’à des structures qu’il faut stabiliser par le froid, l’équipe fabrique des dispositifs robustes et électriquement utiles qui se plient aux contraintes d’un déploiement dans des conditions réelles. Le projet prévoit l’application des techniques élaborées antérieurement à la production de dispositifs quantiques d’usage pratique en métrologie qu’on pourra tester et reproduire. L’équipe réalisera un étalon du courant électrique et un thermomètre de référence. Les deux instruments permettront de prendre des mesures de référence fiables en permanence, sans étalonnage. Les nouveaux appareils, utiles et commercialisables, dériveront de la technologie du transistor à un électron (TUE) défini par l’atome. Les transistors à un électron créés précédemment par l’équipe ont pour propriété unique d’être imperméables aux effets des courants vagabonds qui affligent les autres transistors semblables. Cette technologie permet aussi de fabriquer autant de transistors à un électron identiques, aux propriétés quasi inaltérables, qu’on le désire, d’où leur commodité sur les plans de la production et du déploiement.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.