Technische Universiteit Delft
Nanobuisjes
23 mei 2006 door M&C
Promotie van dhr. S. Sapmaz: "Carbon nanotube quantum dots"
20 juni 2006 | 15:00 uur
plaats: Aula TU Delft
hr. S. Sapmaz | natuurkundig ingenieur
promotor | Prof.dr.ir. L.P. Kouwenhoven (fac TNW)
toeg.prom. | Dr.ir. H.S.J. van der Zant (UHD-fac TNW)
Carbon nanotube quantum dots
Lage temperatuur elektron transport metingen aan enkel wandige
koolstof nanobuisjes zijn beschreven in dit proefschrift. Deze buisjes
zijn kleine holle cilinders die uitsluitend uit koolstof atomen
bestaan. Eindig lange nanobuizen vormen bij lage temperaturen (onder ~
10K) vormen kwantum dots. Vanwege zijn kleine afmetingen heeft een
kwantum dot een discrete set van energie niveaus waarin elektronen
geplaatst kunnen worden. Derhalve vertoont het in vele aspecten een
gelijkenis met atomen. Het onderzoek dat hierin beschreven is richt
zich op het begrijpen van kwantum dots in koolstof nanobuis. Tot voor
kort, hebben we de koolstof nanobuis kwantum dots gefabriceerd door
metalen contacten bovenop nanobuis segmenten te dampen. Op deze wijze
vormen tunnelbarrières zich op een natuurlijke manier aan het
nanobuis-metaal raakvlak.
De additie van een enkel elektron vergt een aanzienlijke energie
vanwege de kleine afmetingen van de nanobuis. Bij lage temperaturen is
deze energie afwezig en de nanobuis kwantum dot is dan in het `Coulomb
blokkade' regime. Door een `bias' voltage tussen de elektroden of door
het veranderen van de elektrostatische potentiaal van de kwantum dot
kunnen we de Coulomb blokkade opheffen en derhalve enkel elektron
tunnel processen door de barrières toestaan. Door het meten van de
stroom door de nanobuis bestuderen wij het elektron transport gedrag
van de nanobuis kwantum dot.
Wij zijn hoofdzakelijk geïnteresseerd in nanobuis kwantum dots in het
`gesloten' kwantum dot regime. In dit regime zijn de tunnelbarrières
erg hoog en de elektronen zijn goed opgesloten in de kwantum dot. Ook
is de breedte van energie niveaus scherp gedefinieerd en is het
mogelijk om nauwkeurig spectroscopische metingen te verrichten.
Voor verder lezen:
* Garnett W. Bryant, Glenn S. Solomon, Optics of quantum dots and
wires, 2005
* Ronald Hanson, Electron spins in semiconductor quantum dots, 2005
* W. Dieter Heiss, Quantum dots: a doorway to nanoscale physics,
2005