Kohärenter und korrelierter Elektronentransport in Quantenpunkt-Systemen mit gemeinsamen bzw. mehreren Zuleitungen

Die Untersuchung funktioneller Nanostrukturen dient den Zielen, elektronische Schaltungen bezüglich Packungsdichte und Geschwindigkeit zu optimieren, aber auch um neuartiges dynamisches Verhalten, z.B. für die Quanteninformationsverarbeitung zu erforschen. Zum Verständnis derartig grundlegender Eigenschaften sind modellhafte theoretische und experimentelle Untersuchungen an variablen, in ihren Parametern durchstimmbaren Quantensystemen notwendig. Aufgrund der dominieren­den Coulomb-Wechselwirkung in diesen nanostrukturierten Bauteilen zeigen sich Einzelelektronen-Ladungseffekte. Daneben spielen wie in Atomen oder Molekülen Quantisierungseffekte eine Rolle. Schließlich führen Quantenfluktuationen aufgrund korrelierten Tunnelns zu komplexem quantenmechanischem Verhalten, so zum Beispiel zum Kondo-Effekt.

Im Rahmen dieses Projektes sollen zwei neuartige Fragestellungen an komplexen Quantenpunkt-Systemen auf Halbleiterbasis untersucht werden. Einerseits sollen diese über gemeinsame Zuleitungen kohärent in Wechselwirkung stehen und Korrelationseffekte zeigen. Andererseits sollen sie mehr als zwei Zuleitungen besitzen und anhand unterschiedlicher quantenmechanischer Tunnelankopplung der elektronischen Zustände des Quantenpunktes an die jeweiligen Zuleitungen stromverstärkende Eigenschaften zeigen. Die Analyse dieser komplexen Fragen erfordert eine enge Theorie-Experiment-Zusammenarbeit.