Manipulation und Spektroskopie von Quantenstrukturen auf Halbleiteroberflächen mittels Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie

• Antragsteller: Dr. Stefan Fölsch
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 226562331

Mittels Rastertunnelmikroskopie (STM) bei tiefen Temperaturen werden einzelne Nanostrukturen aus atomaren Bausteinen auf III-V-Halbleiteroberflächen aufgebaut und hinsichtlich ihrer elektronischen Eigenschaften untersucht. Als Bausteine dienen einzelne adsorbierte Atome und atomare Punktdefekte, die mit der STM-Spitze erzeugt bzw. positioniert werden. Diese Technik der Atom-Manipulation ermöglicht es, kleinste Strukturen auf Halbleiterbasis präzise herzustellen, die in ihrer Größe, Form und Zusammensetzung vollständig definiert sind und somit keine störenden stochastischen Variationen aufweisen. Ziel des Vorhabens ist es, die Eigenschaften dieser maßgeschneiderten Nanostrukturen zu verstehen, sie gezielt einzustellen und zu kontrollieren. Von zentralem Interesse sind insbesondere die elektronische Wechselwirkung der atomaren Bausteine untereinander, sowie ihre Wechselwirkung mit dem Halbleitersubstrat. Mittels Rastertunnelspektroskopie sollen die elektronischen Zustände und elementaren Anregungen der Atom-für-Atom-aufgebauten Nanostrukturen aufgeklärt werden, um einen direkten Einblick in ihre quantenphysikalischen Eigenschaften zu erhalten. Ein grundlegendes Verständnis dieser Eigenschaften ist wichtig für zukünftige Technologien, die Quanteneffekte für Bauelementefunktion und elektronischen Transport nutzbar machen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan, USA
• Kooperationspartner: Dr. Steven C. Erwin; Dr. Kiyoshi Kanisawa; Dr. Kyoichi Suzuki