Nano-Electronics

• Subject Area: Theoretical Condensed Matter Physics
• Term: from 2001 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485516

Die Miniaturisierung elektronischer Schaltungen setzt sich in den Nanometerbereich fort, wo Quanten- und Wechselwirkungseffekte zunehmend Bedeutung gewinnen. Deren Verständnis und Kontrolle ist wesentlich für weitere Entwicklungen; gleichzeitig werfen sie grundlegende Fragen auf, die wir im Bereich B Nano-Elektronik untersuchen. Projekt B1 widmet sich Fabrikation, Charakterisierung und Transporteigenschaften nanoelektronischer Schaltungen. Neben Methoden wie Elektronenstrahl-Lithographie kommen Rastersondentechniken, Elektromigration sowie elektrochemische Abscheidung zum Einsatz. Beispiele für die Vielfalt elektronischer Eigenschaften sind atomare Punktkontakte, die zwischen vorgewählten Leitwerten schalten, sowie spinabhängiger Transport mit Perspektiven von Spinpumpen. Faszinierend sind auch die Transporteigenschaften von Graphen und Kohlenstoff-Nanoröhren. Im Projekt B2, Wechselwirkungseffekte und kollektive Eigenschaften von Nanostrukturen, untersuchen wir Einzelelektronentunneln mit Coulomb-Blockade in Quantenpunkten und Molekülen, und wir entwickeln Methoden zur Beschreibung von Korrelationseffekten in niederdimensionalen Leitern. Supraleiter-Ferromagnet-Heterostrukturen zeigen nichtlokale Andreev-Reflexion, die für Spindrehungen an Oberflächen genutzt werden sollen, sowie neuartige Ordnungsparameterstrukturen. Projekt B3 erforscht die Funktionalität supraleitender Schaltungen für Quanteninformationsverarbeitung und Metrologie. Wir wollen Architekturen entwickeln, um Qubits über einen Resonator zu koppeln und quantenelektrodynamische Effekte in diesen Schaltungen untersuchen. Darüber hinaus werden wir die Quellen der Dekohärenz analysieren und Methoden entwickeln, ihre Effekte zu reduzieren.

• DFG Programme: DFG Research Centres
• Subproject of: FZT 47: Functional Nanostructures
• Major Instrumentation: Arbitrary Waveform Generator ; High-Performance 10 GHz Oxcilloscope ; Magnetic Force Microscope ; Microwave Signal Analyzer ; Spectrum Analyzer with Ultra-Low Phase Noise
• Applicant Institution: Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ; Campus Süd (aufgelöst)
• Project Head: Professor Dr. Gerd Schön