Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 4: Niedrigdimensionale Systeme, Magnetotransport und Quantenhalleffekt

TT 4.1: Hauptvortrag

Montag, 23. März 1998, 14:30–15:00, H 19

dc-Stromtransport durch supraleitende Kontakte aus einzelnen Atomen — •E. Scheer¹, P. Joyez², D. Esteve², M. H. Devoret² und C. Urbina² — ¹Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe — ²CEA-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette

Mit Hilfe mechanisch kontrollierbarer Bruchkontakte kann man stabile Kontakte mit lateralen Abmessungen von nur wenigen Atomen zwischen zwei makroskopischen metallischen Elektroden herstellen. Da die Fermiwellenlänge in üblichen Metallen wie Na, Au, oder Al in der Größenordnung der Gitterkonstante liegt, können diese Kontakte nur eine kleine Anzahl von Transportkanälen tragen. Der Leitwert der kleinsten stabilen Kontakte ist in der Größe des Leitwertquantums 2e²/h. Die Transmissionswahrscheinlichkeiten τ_i dieser Kanäle können bestimmt werden, wenn man die Nichtlinearitäten in den Strom-Spannungs(IV)- Kennlinien von supraleitenden Kontakten — hervorgerufen durch die mehrfache Andreev-Reflexion (MAR) — verwendet. Unter Benutzung der quantenmechanischen Theorie der MAR [1,2] haben wir die τ_i von Kontakten verschiedener Elemente mit bis zu acht Kanälen bestimmt. Wir finden, daß die Anzahl der Kanäle einatomarer Kontakte gegeben ist durch die chemische Struktur der Valenzelektronenorbitale und somit charakteristisch ist für das jeweilige Metall. Wir diskutieren die Bedeutung dieses Ergebnisses für die Frage der Leitwertquantisierung in Metallen.

[1] D. Averin, A. Bardas, Phys. Rev. Lett. 75(6), 1831 (1995)

[2] J. C. Cuevas et al., Phys. Rev. B 54, 7366 (1996)