Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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PV: Plenarvorträge

PV IX

PV IX: Plenarvortrag

Mittwoch, 17. März 1999, 16:00–16:30, CH 1

Elektronischer Transport durch einatomare Kontakte — •Elke Scheer — Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe

In den vergangenen Jahren sind verschiedene Techniken entwickelt worden, wenigatomare Kontakte zwischen zwei metallischen Elektroden herzustellen. Die elektronischen Transporteigenschaften dieser Strukturen zeigen interessante Eigenschaften wie z. B. stufenartiges ändern des Widerstands bei Verkleinerung des Kontaktdurchmessers sowie die Bevorzugung bestimmter Widerstände. Einatomare Kontakte verschiedener Metalle besitzen hierbei zwar ähnliche, aber doch elementspezifisch unterschiedliche Widerstände um etwa 5 kΩ (Niob) bis 15kΩ (Aluminium). Mögliche Anwendungen von einatomaren Kontakten in einer molekularen Elektronik werden bereits diskutiert. Dafür ist es aber zunächst nötig zu verstehen, wie die atomaren, chemischen und physikalischen Eigenschaften des verwendeten Elementes die makroskopischen Eigenschaften des entstehenden Schaltkreises beeinflussen. Ein erster Schritt hierzu bietet die Untersuchung des einfachsten vorstellbaren Schaltkreises - eines Metallatoms, das zwei Stücke desselben Metalls verbindet. Durch die Ergebnisse von Messungen des elektronischen Transportverhaltens (im supraleitenden Zustand) von einatomaren Kontakten, hergestellt aus verschiedenen Hauptgruppen des Periodensystems mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops oder mechanisch kontrollierbaren Bruchkontakten, wird ein quantenchemisches Modell entwickelt, das ausgehend von den atomaren Orbitalen und der Geometrie des zentralen „Clusters“ (bestehend aus Zentralatom und seinen Nachbarn) Leitungsbänder oder „Transportkanäle“ aufbaut. Dabei ergibt sich ein direkter Zusammenhang zwischen chemischer Valenz und der Anzahl der Transportkanäle.