Nieuwsbank

Schrijft, screent en verspreidt persberichten voor journalistiek, search en social media. Hét startpunt om uw nieuws wereldkundig te maken. Ook voor follow-ups, pitches en korte videoproducties.

Samenwerkende elektronen in een kunstmatig atoom

Datum nieuwsfeit: 22-01-2001
Vindplaats van dit bericht
Bron: Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
Zoek soortgelijke berichten
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Samenwerkende elektronen in een kunstmatig atoom

Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft en de NWO-Stichting FOM hebben voor het eerst aangetoond dat elektronen op verschillende manieren kunnen samenwerken om een stroom door een kunstmatig atoom mogelijk te maken. De onderzoekers publiceren hun bevin-dingen over co-tunneling in Physical Review Letters van 22 januari.

De Delftse groep verricht onderzoek aan quantum dots. Dit zijn kleine eilandjes met een typische diameter van 100 miljoenste millimeter waarop een handjevol elektronen wordt opgesloten. Zon quantum dot is te beschouwen als een kunstmatig atoom waar stroomdraadjes aan vast zitten. De stroomdraden kunnen een spanning over het eiland aanleggen, waarna de resulterende stroom kan worden gemeten. Dit is met een werkelijk atoom, dat zon duizend maal kleiner is, absoluut niet mogelijk.

Bij temperaturen vlakbij het absolute nulpunt geleidt een quantum dot alleen onder bijzondere condities. In alle andere gevallen onderdrukt de zogenaamde Coulomb blokkade de stroom. Er kan dan geen extra elektron op het eilandje bijkomen, omdat de al aanwezige elektronen het extra elektron afstoten. De natuur blijkt echter een manier te hebben gevonden om de blokkade te omzeilen; elektronen gaan samenwerken. Eén springt van de dot af en tegelijkertijd springt een ander erop. Zo blijft het aantal elektronen gelijk, maar loopt er toch stroom. Dit proces staat bekend als co-tunnelen.

Het was bekend dat er twee verschillende vormen van co-tunnelen zijn, maar ze waren nooit afzonderlijk waargenomen. Samen met Japanse onderzoekers van de Universiteit van Tokio en NTT Basic Research Laboratories zijn de Delftse fysici er voor het eerst in geslaagd co-tunneling afzonderlijk waar te nemen. Het vooraanstaande natuurkundige vaktijdschrift Physical Review Letters bericht op 22 januari over de resul-taten.

De onderzoekers gebruikten een speciale dot die veel minder elektronen bevat dan gebruikelijk (slechts tussen nul en tien). Wanneer de spanning over de dot werd vergroot, bleek de stroom op een zeker moment plotseling toe te nemen. De onderzoekers wisten aan te tonen dat de toename wordt veroorzaakt doordat bij hoge spanning beide vormen van co-tunnelen plaatsvinden, terwijl bij lage spanning slechts één van de twee is toegestaan.

De experimenten werpen licht op het collectieve gedrag van elektronen. Dit is interessant vanuit theoretisch oogpunt, maar heeft ook praktische relevantie. Computerchips zullen bijvoorbeeld binnen afzienbare tijd zó klein worden, dat hun werking belemmerd wordt door typisch quantummechanische verschijnselen. Kennis hiervan is dan noodzakelijk om verdere miniaturisatie mogelijk te maken, en quantum dots kunnen hierbij een belangrijke rol spelen als flexibele miniatuurlaboratoria.



Nadere informatie bij:

* ir. Jeroen Elzerman (TUD, Quantumtransport)
* tel. (015) 2786693, fax (015) 2783251

* e-mail (elzerman@qt.tn.tudelft.nl)

reageer via disqus

Nieuwsbank op Twitter

Gratis persberichten ontvangen?

Registreer nu

Profiteer van het gratis Nieuwsbank persberichtenfilter

advertentie