Regensburg 2002 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 2: Transporteigenschaften

HL 2.9: Talk

Monday, March 11, 2002, 12:30–12:45, H13

Demonstration eines nanoelektronischen, ballistischen Halbaddierers basierend auf planaren GaAs/AlGaAs Wellenleiterstrukturen — •Stephan Reitzenstein, Lukas Worschech, Peter Hartmann, Andreas Schliemann und Alfred Forchel — Technische Physik, Universität Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg

Mittels hochauflösender Elektronenstrahllithographie und nasschemischem Ätzen wurden gekoppelte elektronische Wellenleiterstrukturen in modulationsdotierten GaAs/AlGaAs Heterostrukturen hergestellt. Hierbei wurde der Stamm eines verzweigten Wellenleiters (Y-Schalter) über eine Einschnürung mit einem Quantendraht verbunden, dessen Leitfähigkeit durch ein internes, an den Stamm gekoppeltes Gate kontrolliert wird.

Diese Nanostruktur kann als kompakter, auf ballistischem Ladunstransport beruhender Halbaddierer eingesetzt werden. Um dies zu zeigen, wurden die Äste des Y-Schalters als Eingänge (X und Y) des Halbaddierers und der Stamm (C) sowie ein Kontakt des Quantendrahtes (Z) als dessen Ausgänge benutzt.

Messungen im nicht linearen Transportregime bei T=4.2 K ergaben bei geeigneter Definition der Logik-Pegel (High, Low) folgende Zusammenhänge: Z = X XOR Y und C = X AND Y. Der Ausgang Z unserer als Halbaddierer konzipierten Strukturen entspricht folglich der binären Summe der Eingangsvariablen X und Y während C den Übertrag der binären Addition von X und Y darstellt.