Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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LTMS: Lehrertag Münster

LTMS 2: Ausgew
ählte Themen der Tagung

LTMS 2.2: Hauptvortrag

Freitag, 26. März 1999, 15:00–16:00, Gg

Wie fließt der Strom durch ein Atom? — •Elke Scheer und A Mayer-Gindner — Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, 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 Anwachsen des Widerstandes bei kontinuierlicher Verjüngung des Querschnitts und 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 molekuaren oder atomaren 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 Messungen des elektronischen Transportverhaltens (im supraleitenden Zustand) von solchen einatomaren Kontakten, hergestellt aus verschiedenen Hauptgruppen des Periodensystems, wird ein quantenchemischen Modell entwickelt, das ausgehend von den atomaren Orbitalen Leitungsbänder oder „Transportkanäle“aufbaut. Insbesondere wird auf die Möglichkeit eingegangen, Quantisierungseffekte in Metallen zu beobachten.