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Peter Grünberg Institut
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Leitwertoszillationen in Kern/Hülle-Nanodrähten

In Halbleiternanodrähten, bestehend aus einer elektrisch leitenden Hülle aus InAs und einen nichtleitenden Kern aus GaAs, ist es gelungen regelmäßige Oszillationen im Magnetowiderstand zu beobachten. Die Oszillationsperiode entspricht dabei genau einem magnetischen Flussquantum.

In der Vergangenheit wurden Halbleiternanodrähte meistens aus nur einem Material, z.B. InAs, hergestellt. Mit solchen Nanodrähten lassen sich beispielsweise Transistoren realisieren, bei denen der leitfähige Kanal aus einem Halbleiter mit sehr hoher Beweglichkeit besteht. Eine hohe Beweglichkeit hat unmittelbar eine hohe Schaltgeschwindigkeit zur Folgen. In letzter Zeit gehen Bestrebungen dahin, Nanodrähte aus Kombinationen von unterschiedlichen Halbleitermaterialien herzustellen. Bei dem in Jülich verfolgten Ansatz wird ein isolierender Kern aus GaAs mit einem leitfähigen Mantel bestehend aus InAs umschlossen. Es entsteht dadurch ein schlauchförmiger Leiter.

GaAs/InAs Kern/Hülle NanodrahtGaAs/InAs Kern/Hülle Nanodraht hergestellt mittels Molekularstrahlepitaxie
Quelle: Torsten Rieger, Dr. Mihail Ion Lepsa, PGI-9



Wird bei tiefen Temperaturen ein Magnetfeld entlang der Drahtachse angelegt, so werden im Widerstand sehr regelmäßige Oszillationen beobachtet. Diese Oszillationen gehen auf Elektroneninterferenzerscheinungen zurück. Insbesondere bei tiefen Temperaturen treten die Welleneigenschaften der Elektronen zutage. Überlagern sich diese Elektronenwellen kommt es zu Interferenzerscheinungen, z.B. zur Verstärkungen (konstruktive Interferenz) oder zu Auslöschungen (destruktive Interferenz). Durch das angelegte Magnetfeld lässt sich das Interferenzbild verschieben. Elektroneninterferenzeffekte lassen sich in zukünftigen elektronischen Bauelementen zu Schaltzwecken nutzen. Ein Vorteil wäre die bessere Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen.

Weitere Informationen finden sich unter: Nanotechnology Artikel

Magnetoleitwertoszillationen Magnetoleitwertoszillationen: Der Leitwert ist in Einheiten des Leitwertquantums aufgetragen. Die Oszillationsperiode entspricht einem magnetischen Flussquantum.
Quelle: Önder Gül, PGI-9

Contact:

Prof. Dr. Thomas Schäpers


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