Eigenwijze elektronen kiezen andere weg dan aangenomen

Metingen van onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente (UT) geven antwoord op deze vraag. Verrassende uitkomst: de elektronen verplaatsen zich niet dóór de draadjes, maar juist in de ‘troggen’ tussen de draden. De onderzoekers tonen dit aan in een recent artikel in het gerenommeerde tijdschrift Nature Physics.

De draadjes hebben een doorsnee van niet meer dan een vierkante nanometer (een nanometer is een miljoenste millimeter) en zijn aangebracht op een ondergrond van de halfgeleider germanium. De draden zijn nagenoeg defectvrij en hun onderlinge afstand is slechts 1.6 nanometer. Dit dwingt elektronen tot eendimensionaal gedrag.

Parallel of loodrecht
Recent stelden Duitse onderzoekers in Nature Physics dat de elektronen dit gedrag vertonen parallel aan de gouddraden. Volgens hun onderzoek bevinden de rijbanen zich op de ‘heuvelruggen’ van de gouddraadjes.

Japanse onderzoekers wierpen in een reactie tegen dat de elektronen juist loodrecht op de richting van de gouddraden bewegen. Onderzoekers uit de groep Physics of Interfaces and Nanomaterials van prof. Harold Zandvliet besloten de proef op de som te nemen, door een ruimtelijke afbeelding van het geleidingspad van de elektronen te maken.

Wat blijkt? De Duitsers krijgen in zoverre gelijk dat de elektronen parallel bewegen aan de draden. Maar het ladingtransport vindt plaats in de ‘troggen’ tussen de draden en niet erbovenop. Het onderzoek werpt daarmee verrassend nieuw licht op het gedrag van ladingdragers op atomaire schaal.