长期以来，一直梦想从头到尾地发明新材料，从而选择将哪些原子运​​用于对感兴趣的特性进行工程设计的位置。物理学和天文学系的研究人员创造了一种技术，使他们能够将电子模式“素描”到可编程的量子材料中，即铝酸镧/钛酸锶或“ LAO / STO”。使用这种方法，他们可以创建具有与电子之间的间距相当的特征尺寸的量子装置，甚至可以以极高的精度甚至使电子“穿越”人造晶格。

为了开发这种能力，研究人员重新设计了电子束光刻设备，该设备通常用于通过将硬化层的抗蚀剂暴露在掩模中来创建纳米结构，从而随后添加或去除材料层。研究人员没有将仪器以通常的20,000伏特操作，而是降低到只有几百伏特，电子无法穿透其氧化物材料的表面，而是没有任何抗蚀剂，而是催化了表面反应，使LAO表面带正电，并且LAO / STO接口局部导电。与基于原子力显微镜的光刻相比，电子束的写入速度快了10,000倍，而不会失去空间分辨率或重新编程的能力。此外，

团队由凝聚态物理学杰出教授，匹兹堡量子研究所所长Jeremy Levy领导，他在论文中描述了该方法：“使用超低压电子对LaAIO 3 / SrTiO 3金属-绝缘体过渡进行纳米级控制光束光刻。” 该论文于12月21日发表在《应用物理快报》上。

研究该技术的研究生Dengyu Yang是该论文的主要作者，并将其与“用钢笔在画布上成像素描”进行了比较。

她说：“在这种情况下，画布是LAO / STO，“笔”是电子束。这种强大的功能使我们能够参与更复杂的结构并将设备从一维扩展到二维。

杨和利维说，这一发现可能对量子传输和量子模拟领域有启示。

“我们对使用这种技术对以这种技术编写的人工原子阵列为基础，以编程方式创建二维电子材料新族非常感兴趣。我们小组最近在《科学进展》上发表了一篇论文，论证了一维量子模拟的思想使用AFM方法的设备。基于EBL的新技术将使我们能够在二维上执行量子仿真。”

除了Yang和Levy之外，Pitt的合作者还包括研究教授Patrick Irvin和研究生Shan Hao，Guo Guo，Muqing Yu，Yang Hu和Swanson工程学院的助理教授Jun Jun。其他分支机构包括威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系和匹兹堡量子研究所。