Alle promoties, intree- en afscheidsredes worden gehouden in de Aula van de TU Delft, Mekelweg 5, Delft
Promotie
Elektronen
22 januari 2001 | 16.00 uur
Hr. R.G. van Veen | natuurkundig ingenieur
Promotor | Prof.dr.ir. S. Radelaar (fac. TNW)
Toeg. promotor | Dr. A.H. Verbruggen (UHD-fac. TNW)
Quantum transport of electrons in Si/SiGe nanostructures
In zijn proefschrift gaat Van Veen in op zijn onderzoek naar de transporteigenschappen van elektronen die zich bevinden in het elektronengas van een Si/SiGe heterojunctie-nanostructuur. SiGe is een legering van silicium (Si) en germanium (Ge) die in de industrie steeds vaker wordt gebruikt om op Si gebaseerde elektronische schakelingen te verbeteren. In de gemaakte structuren is beweging van de geleidingselektronen in het vlak begrensd door het materiaal buiten het gewenste geleidende gebied weg te etsen. Op deze manier zijn geleidende lijn- en ringstructuren gerealiseerd met een minimale lijnbreedte en afstand tussen de spannings-contacten in de orde van 100 nm. Door de preparaten af te koelen tot lage temperaturen (rond 1 K) kunnen karakteristieke lengteschalen zoals de gemiddelde vrije weglengte en de fasecoherentielengte van de elektronen groter worden dan deze afmetingen. Het gevolg is dat kwantuminterferentie tussen elektronen een belangrijke invloed heeft op het elektrisch transportgedrag. Het bijzondere van Si/SiGe nanostructuren met een hoge kwaliteit is dat het elektronentransport noch als zuiver diffuus noch als zuiver (quasi-)ballistisch gekenmerkt kan worden. Het doel van dit onderzoek was na te gaan in welke mate bestaande theoretische beschrijvingen toereikend zijn om deze effecten (zoals zwakke lokalisatie, universele geleidingsfluctuaties en Aharonov-Bohm oscillaties) in Si/SiGe nanostructuren te beschrijven. Daarbij doet zich de vraag voor of het mogelijk is door de bestudering van de vele waargenomen verschijnselen in hetzelfde preparaat tot een consistent en kwantitatief beeld te komen van de transporteigenschappen van elektronen in een Si/SiGe nanostructuur. Dit is van belang om de haalbaarheid te schatten van op Si technologie gebaseerde elektronische schakelelementen die gebruikmaken van kwantuminterferentie of ballistische effecten. Ook de in dit werk verkregen informatie over de impact van het microfabricage proces op de transporteigenschappen van de elektronen is dan essentieel.
Afkortingen
TNW Faculteit Technische Natuurwetenschappen