19 OCT 2012 - EIGENWIJZE ELEKTRONEN KIEZEN ANDERE WEG DAN AANGENOMEN
Eendimensionaal gedrag geeft verrassend effect
Gouddraadjes zijn zo dun te maken dat elektronen elkaar niet eens meer kunnen passeren. Alsof ze bewegen op een snelweg met slechts één rijstrook, met grote gevolgen voor de doorstroming. Maar welk pad leggen de elektronen nu precies af? Metingen van onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT geven antwoord op deze vraag. Verrassende uitkomst: de elektronen verplaatsen zich niet dóór de draadjes, maar juist in de ‘troggen’ tussen de draden. De onderzoekers tonen dit aan in een recent artikel in het gerenommeerde tijdschrift Nature Physics.
De draadjes hebben een doorsnee van niet meer dan een vierkante nanometer (een nanometer is een miljoenste millimeter) en zijn aangebracht op een ondergrond van de halfgeleider germanium. De draden zijn nagenoeg defectvrij en hun onderlinge afstand is slechts 1.6 nanometer. Dit dwingt elektronen tot eendimensionaal gedrag.
Parallel of loodrecht
Recent stelden Duitse onderzoekers in Nature Physics dat de elektronen dit gedrag vertonen parallel aan de gouddraden. Volgens hun onderzoek bevinden de rijbanen zich op de ‘heuvelruggen’ van de gouddraadjes. Japanse onderzoekers wierpen in een reactie tegen dat de elektronen juist loodrecht op de richting van de gouddraden bewegen. Onderzoekers uit de groep Physics of Interfaces and Nanomaterials van prof. Harold Zandvliet besloten de proef op de som te nemen, door een ruimtelijke afbeelding van het geleidingspad van de elektronen te maken. Wat blijkt? De Duitsers krijgen in zoverre gelijk dat de elektronen parallel bewegen aan de draden. Maar het ladingtransport vindt plaats in de ‘troggen’ tussen de draden en niet erbovenop. Het onderzoek werpt daarmee verrassend nieuw licht op het gedrag van ladingdragers op atomaire schaal.
Atomaire opname (17 nanometer bij 15 nanometer) van een rij nanodraden op een germanium oppervlak.
Het artikel ‘Origin of the Au/Ge(001) metallic state’ door R. Heimbuch, M. Kuzmin en H.J.W. Zandvliet is als ‘correspondence’ verschenen in Nature Physics 8.
Contactpersoon
Wiebe van der Veen, tel 053 489 4244, mobiel 06 1218 5692