Quantenelektronik

Spintronik mit Diamant

K�nftig wird die Elektronik nur die Ladung der Elektronen nutzen, sondern auch deren Spin. Als ideales Material f�r solche Quantenger�te bietet sich Diamant an.

David D. Awschalom, Ryan Epstein, Ronald Hanson

Diamant zeichnet sich durch extreme Eigenschaften aus � �u�erste H�rte, h�chste W�rmeleitf�higkeit und Transparenz f�r ultraviolette Strahlung. Zudem erweist er sich als attraktives Material f�r die Festk�rperelektronik, seit es gelingt, h�chst reine synthetische Einkristalle zu z�chten und sie gezielt mit n�tzlichen Fremdatomen zu dotieren. Reiner Diamant ist ein Nichtleiter, aber durch Dotierung wird daraus ein Halbleiter mit ungew�hnlichen Merkmalen. Daraus wiederum k�nnen Detektoren und Licht emittierende Dioden in der UltraviolettOptik hervorgehen sowie extrem leistungsstarke Apparate f�r die MikrowellenElektronik. Doch besonders interessant finden viele Forscher die Anwendung von Diamanten f�r die so genannte Spintronik. Als Fernziel winken brauchbare Quantencomputer mit ungeahnter Rechenkapazit�t sowie hochsicherer Datentransfer.

Die Spintronik macht sich nicht nur die elektrische Ladung der Elektronen zu Nutze wie die herk�mmliche Elektronik, sondern auch eine Eigenschaft namens Spin, durch die sich Elektronen wie winzige Stabmagneten verhalten. Heute enth�lt fast jeder Computer bereits die erste kommerzielle Anwendung der Spintronik. Seit 1998 verwenden die Lesek�pfe der Festplatten einen spintronischen Effekt…

1. Keine "L�cher"

28.11.2007, Prof. Dr. Reiner Trommer, Gro� Gr�nau

Der Begriff "Loch" wird in der Halbleiterphysik f�r nicht besetzte Bindungselektronenpl�tze verwendet, die als positive Ladungstr�ger im Material beweglich sind. In der Darstellung des Hall-Effekts auf Seite 116 rechts oben sammeln sich aber keine solchen L�cher auf der rechten Seite des elektrischen Leiters an. L�cher sind in einem Material, in dem der elektrische Strom -wie gezeigt - von Elektronen getragen wird, vernachl�ssigbar. Die positive Ladung rechts entsteht einfach dadurch, da� die beweglichen Elektronen zur linken Seite hin ablenkt werden. Zur�ck bleiben positive Metallionen (in einem metallischen Leiter) oder positive Donatorionen (in einem n-leitenden Halbleiter), keine L�cher.