Wechselwirkung zwischen mesoskopischen Strukturen im Nichtgleichgewicht

• Applicant: Privatdozent Dr. Stefan Ludwig
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2010 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 166831387

Die rasante Entwicklung der Informationstechnologie in den letzten fünf Jahrzehnten wurde vor allem durch die fortschreitende Miniaturisierung der Halbleiterbauteile getragen. Es ist aber abzusehen, dass diese Miniaturisierung in naher Zukunft an fundamentale Grenzen stößt, während gleichzeitig quantenmechanische Effekte, z. B. der Tunneleffekt, an Bedeutung zunehmen. Es liegt deshalb auf der Hand, grundsätzlich neuartige Konzepte wie die Quanteninformationsverarbeitung zu erschließen. Da die Thermodynamik Informationsverarbeitung im thermischen Gleichgewicht ausschließt, ist gerade das Studium nanostrukturierter Systeme außerhalb des thermischen Gleichgewichts von besonderem Interesse. Ein wichtiger Aspekt sind dabei Wechselwirkungseffekte im Nichtgleichgewicht, allen voran parasitärer Austausch von Energie. Denn gerade die Quantenzustände von nanostrukturierten Bauteilen mit entsprechend geringer innerer Energie und die Phase der Wellenfunktionen können so irreversibel beeinflusst werden. In diesem Projekt soll die Wechselwirkung nanostrukturierter elektronischer Bauteile im Nichtgleichgewicht untersucht werden. Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei die Untersuchung der Streuung energiereicher quasiballistischer Elektronen sein, da diese in realistischen Systemen einen großen Einfluss hat. Um das Verständnis der komlexen Vorgänge zu erleichtern und eine Interpretation in Hinblick auf Quanteninformationsverarbeitung zu ermöglichen, werden die Experimente bei tiefen Temperaturen, also im Limes eines im Gleichgewicht entarteten Fermigases, durchgeführt.

• DFG Programme: Research Grants