Thought Leadership
Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der Technischen Universität München haben das Herstellungsverfahren für Quantenpunkte verbessert. Das ist insofern wichtig, als dass Quantenpunkte künftig die Basis-Informationseinheiten von Quantencomputern bilden könnten.
Kontrolliertes Wachstum
Konkret werden die Quantenpunkte auf einem Wafer, einer dünnen Halbleiterkristallscheibe, erzeugt. Bisher war die Dichte der Strukturen darauf nur schwer zu kontrollieren. Nun können die Wissenschaftler gezielt bestimmte Anordnungen erzeugen – ein wichtiger Schritt in Richtung eines anwendbaren Bauteils, das eine Vielzahl von Quantenpunkten besitzen müsste.
Bei Quantenpunkten handelt es sich um eng abgegrenzte Bereiche in einem Halbleiter, in die sich zum Beispiel ein einzelnes Elektron einsperren lässt. Von außen kann dieses etwa mit Licht manipuliert werden, sodass sich Informationen in dem Quantenpunkt einspeichern lassen. Die erzeugten Quantenpunkte haben einen Durchmesser von etwa nur 30 Nanometern.
Beschichtungsanlage 2.0
Die Forscher haben den Wafer zunächst mit zusätzlichen Atomlagen beschichtet. Durch die Geometrie der Beschichtungsanlage entstehen dabei ringförmige Strukturen, die eine komplette Atomlage besitzen, wo also an keiner Stelle der Schicht ein Atom fehlt. Zwischen den Ringen bilden sich ähnlich breite Bereiche, die nicht mit einer kompletten Atomlage versehen sind und somit eine rauere Oberfläche haben, weil einzelne Atome fehlen.
Das hat Konsequenzen für das Wachstum der Quantenpunkte. „Um im Bild zu bleiben: Die Pilze wachsen lieber auf dem lockeren Waldboden, also an den rauen Stellen, als auf einer betonierten Fläche“, unterstreicht RUB-Festkörperphysiker Andreas Wieck.
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