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 Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

nachricht Neue Perspektiven durch gespiegelte Systeme
05.12.2016 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften

Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie