29.01.2020

Schnellster gemessener Ladungstransfer

Elektronenübergang zwischen zwei Materialien dauert nur 300 Attosekunden.

Ein Forscherteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat eine Methode entwickelt, mit der man die Geschwindigkeit des Elektronen­transfers zwischen zwei Materialien zuverlässig messen kann. Das könnte die Entwicklung neuartiger elektronischer Bauteile mit ultraschnellen Taktraten vorantreiben. 

Abb.: Forschern um Peter Hommelhoff ist es gelungen, die Geschwindigkeit des...
Abb.: Forschern um Peter Hommelhoff ist es gelungen, die Geschwindigkeit des Elektronen­transfers zwischen zwei Materialien zu messen. (Bild: FAU / G. Pöhlein)

Die Übertragung von Ladungen zwischen zwei Materialien ist ein fundamentaler Prozess in elektronischen Bauteilen, etwa in Transistoren oder Solarzellen. Neuartige Kombinationen aus gestapelten zwei­dimensionalen Materialien können diesen Prozess enorm beschleunigen. Forschern um Peter Hommelhoff vom Lehrstuhl für Laserphysik in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für angewandte Physik von Heiko B. Weber ist es erstmals gelungen, die Geschwindigkeit des Ladungs­transfers in solchen Heterostrukturen zu messen.

Die Wissenschaftler haben Graphen, eine zweidimensionale Schicht aus Kohlenstoffatomen, und einen Halbleiter aus Silizum­karbid zu einer Schottky-Diode kombiniert, mit Laserpulsen angeregt und ermittelt, wie viele Elektronen in einer bestimmten Zeit aus dem Graphen abflossen, bevor die Photoabsorption im Material gesättigt war. 

Mit dieser Methode, von den Wissenschaftlern „Chameleon“ getauft, konnte der schnellste jemals gemessene Ladungs­transfer zwischen zwei Materialien ermittelt werden: Knapp 300 Attosekunden dauerte der Elektronenübergang. Die exakte Bestimmung der Ladungs­transfer­zeit verschieden­artiger Material­schnitt­stellen könnte die Entwicklung ultraschneller opto­elektronischer Bauteile beschleunigen. 

FAU / DE
 

Weitere Infos

Jobbörse

Physik Jobbörse in Freiburg und Berlin
Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Physik Jobbörse in Freiburg und Berlin

Freiburg, 13.-14.03.2024, Berlin, 19.-21.03.2024
Die Präsentationen dauern jeweils eine Stunde, am Ende der Veranstaltung ist Zeit für Q&A eingeplant.

EnergyViews

EnergyViews
Dossier

EnergyViews

Die neuesten Meldungen zu Energieforschung und -technologie von pro-physik.de und Physik in unserer Zeit.

Meist gelesen

Themen