Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

QUEST - Neue Einsichten in die Nano-Elektronik

25.01.2012
Physiker aus Hannover und Genf untersuchen Elektronentransport durch Halbleiter-Nanostrukturen

Ein elementarer Baustein herkömmlicher Elektronik ist der Transistor – ein elektronisches Element zum Schalten und Verstärken von elektronischen Signalen. Ein Computer beispielsweise enthält mehr als eine Milliarde Transistoren, und in einer Sekunde werden weltweit nahezu 10 Milliarden Transistoren hergestellt.


Messung der Korrelation höherer Ordnung als Funktion der Frequenz. Das dargestellte Spektrum (das sogenannte Bispektrum) zeigt farblich kodiert den Zusammenhang zwischen verschiedenen spektralen Komponenten des Stroms. Blau zeigt das Auftreten zusätzlicher Korrelationen im Strom durch den untersuchten Quantenpunkt – Rot das Verschwinden dieser Korrelationen bei hohen Frequenzen. Grafik vom Centre for Quantum Engineering and Space-Time Research (QUEST)

Einem Forscherteam des Exzellenzclusters Centre for Quantum Engineering and Space-Time Research (QUEST) an der Leibniz Universität Hannover und der Universität Genf ist es nun gelungen, das quantenmechanische Verhalten eines Einzelelektronentransistors, eines sogenannten Quantenpunkts, besser zu verstehen.

Quantenpunkte sind winzige geladene Inseln, die mithilfe modernster Nanostrukturierung hergestellt werden können. Sie werden häufig aufgrund ihrer quantenmechanischen Eigenschaften auch als künstliche Atome bezeichnet. In ihrem Experiment misst die Forschergruppe den minimalen elektrischen Stromfluss durch den Transistor. Dieser Strom basiert auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt und kann derartig genau eingestellt werden, dass nur ein einziges Elektron zu einem Zeitpunkt in den Transistor gelangen und ihn wieder verlassen kann. Auch in der Messung lassen sich die Elektronen, die den Transistor passieren, einzeln erfassen.

Der untersuchte Strom setzt sich also aus einer Sequenz einzelner, nacheinander durch den Quantenpunkt tunnelnden Elektronen zusammen. Zwischen den Tunnelereignissen dieser Sequenz besteht ein zeitlicher Zusammenhang.

Das Forscherteam aus Hannover und Genf konnte den Durchgang einzelner Elektronen durch den Quantenpunkt mit großer Präzision bestimmen und somit wertvolle Informationen über den grundlegenden quantenmechanischen Tunnelprozess gewinnen. Solche Ergebnisse sind für eine Vielzahl von quantenmechanischen Anwendungen wichtig, beispielsweise bei der verschlüsselten Datenübertragung oder bei der Realisierung von Quantencomputern.

Der Artikel “Measurement of finite-frequency current statistics in a single electron transistor” ist online bei Nature Communications erschienen (DOI: 10.1038/ncomms1620).

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen stehen Ihnen Prof. Dr. Rolf J. Haug vom Institut für Festkörperphysik der Leibniz Universität Hannover unter Telefon +49 511 762-2901 oder per E-Mail unter haug@nano.uni-hannover.de sowie Dr. Ude Cieluch, QUEST Kommunikation, unter Telefon +49 511 762-17481 oder per E-Mail unter ude.cieluch@quest.uni-hannover.de gern zur Verfügung.
Der Exzellenzcluster QUEST
Der Exzellenzcluster QUEST (Centre for Quantum Engineering and Space-Time-Research) wird seit November 2007 innerhalb der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern gefördert. Die Hauptforschungsbereiche des Clusters sind das Quantenengineering und die Raum-Zeit-Forschung. Beteiligt sind sechs Institute der Leibniz Universität Hannover sowie die folgenden externen Partner: das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) mit dem Gravitationswellendetektor GEO600, das Laser Zentrum Hannover e.V., die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig und das Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen.

Andrea Wiese | Leibniz Universität Hannover
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala
20.04.2018 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Licht macht Ionen Beine
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics