Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Physiker untersuchen chaotische Elektronenbewegungen

08.11.2000


Schematische Darstellung eines

elektrostatisch definierten Quantenpunktes. Eingezeichnet ist eine

mögliche klassische Elektronenbahn.


Fehlfarbendarstellung der

Thermospannungsfluktuationen eines chaotischen Quantenpunktes in

Abhängigkeit von Punktgröße (VgB) und Magnetfeld (B). Bilder (2):

Buhmann


... mehr zu:
»Ladungsträger »Leiter »Physik
Die Entwicklungen in der Halbleitertechnologie führen zu immer kleineren elektronischen Bauelementen. Dabei sind einzelne Schaltkreise nur noch 10 millionstel Millimeter groß. In solch winzigen Strukturen kann
der Transport der Ladungsträger nicht mehr durch Gesetzmäßigkeiten der täglichen, makroskopischen Erfahrungswelt beschrieben werden. Darum erforschen Wissenschaftler von der Universität Würzburg die grundlegenden Eigenschaften dieser Systeme.

Die Physiker sprechen in diesem Fall von "mesoskopischen Leitern". In diesen verliert das Ohmsche Gesetz, das viele elektrische Eigenschaften von elektronischen Bauelementen beschreibt, seine Gültigkeit, denn Elektronen können sich ohne Widerstand durch derartig kleine Leiter bewegen.

Des weiteren können die Elektronen bei der Beschreibung der Transporteigenschaften nicht länger als klassische Teilchen betrachtet werden, sondern müssen stattdessen als Wellen angesehen werden. Auch hierbei treten Besonderheiten auf. So können die Intensitäten zweier Wellen nicht einfach addiert werden: Abhängig von ihrer Phasenbeziehung kann es am Ort der Beobachtung entweder zu einer Verstärkung oder zur Auslöschung der Intensitäten kommen.

Derartige Erscheinungen bestimmen den Transport der Ladungsträger in mesoskopischen Leitern. Dr. Hartmut Buhmann vom Physikalischen Institut der Universität Würzburg: "Eine detaillierte Kenntnis dieser Effekte ist erforderlich, um zukünftige Entwicklungen auf dem Gebiet der Nanotechnologie, zum Beispiel Einzelelektronen-Transistoren, zu ermöglichen."

Die Arbeitsgruppe von Dr. Buhmann, der am Lehrstuhl von Prof. Dr. Laurens Molenkamp tätig ist, erforscht Transportvorgänge in Strukturen, die eine Ausdehnung von zehn bis einige 100 Nanometer haben, wobei ein Nanometer einem millionstel Millimeter entspricht. Würde man die Elektronenbewegung in solchen Strukturen klassisch beschreiben, dann würde sich eine chaotische Verteilung der Bahnen ergeben.

Laut Dr. Buhmann ist es derzeit eine eingehend diskutierte Frage, wie sich dieses chaotische Verhalten in einem wellenmechanischen System beschreiben lässt. Hierzu untersuchen die Würzburger Physiker an diesen Systemen die Leitfähigkeit und die Thermokraft, also die durch einen Temperaturunterschied erzeugte elektrische Spannung. Ihr Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Weitere Informationen: Dr. Hartmut Buhmann, T (0931) 888-5778, Fax (0931) 888-5142, E-Mail:
buhmann@physik.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw

Weitere Berichte zu: Ladungsträger Leiter Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Supercomputer „Hawk“ eingeweiht: Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart erhält neuen Supercomputer
19.02.2020 | Universität Stuttgart

nachricht Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter
19.02.2020 | Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Im Focus: Charakterisierung von thermischen Schnittstellen für modulare Satelliten

Das Fraunhofer IFAM in Dresden hat ein neues Projekt zur thermischen Charakterisierung von Kupfer/CNT basierten Scheiben für den Einsatz in thermalen Schnittstellen von modularen Satelliten gestartet. Gefördert wird das Projekt „ThermTEST“ für 18 Monate vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Zwischen den Einzelmodulen von modularen Satelliten werden zur Kopplung eine Vielzahl von Schnittstellen benötigt, die nach ihrer Funktion eingeteilt werden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

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

Supercomputer „Hawk“ eingeweiht: Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart erhält neuen Supercomputer

19.02.2020 | Informationstechnologie

Soziale Netzwerke geben Aufschluss über Dates von Blaumeisen

19.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

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