Technische Universiteit Delft
Atoomdraden
23 mei 2006 door M&C
Promotie van dhr. P.C. Snijders: "Electronic instabilities and
structural fluctuations in self-assembled atom wires"
08 juni 2006 | 15:00 uur
plaats: Aula TU Delft
hr. P.C. Snijders | materiaalkundig ingenieur
promotoren | Prof. H.H. Weitering (U-Tennessee, USA) en prof.dr.ir.
T.M. Klapwijk (fac TNW)
Electronic instabilities and structural fluctuations in self-assembled
atom wires
Één-dimensionale (1D) vaste stof systemen kunnen zich heel anders
gedragen dan gerelateerde systemen met meer dimensies.
Verhoogde interacties kunnen elektronische en structurele
instabiliteiten veroorzaken. In dit licht zijn de volgende
fundamentele vragen van belang voor een goed begrip van de
eigenschappen van ultieme 1D systemen bestaande uit atomaire draden:
Zijn atomaire draden, gemaakt door middel van zelf- organisatie op
silicium (Si) oppervlakken eigenlijk wel stabiel?
Bestaan er atomaire draden die bij lage temperatuur (nog) metallisch
zijn? Welke rol spelen defecten in deze atomaire draden? Dit
proefschrift probeert een antwoord op deze vragen te vinden.
Atomaire draden werden gemaakt door zelforganisatie op gestapte Si
oppervlakken. Door middel van Scanning Tunneling Microscopy en Density
Functional Theory berekeningen is een volledige analyse van de
(thermodynamische) stabiliteit van Gallium (Ga) atomaire draden op
Si(112) gemaakt, inclusief de energetica van fluctuerende intrinsieke
structurele defecten. Het blijkt dat de stabiele atomaire draden het
oppervlak volledig passiveren, en dat de afstand tussen intrinsieke
quasi-1D slingerende vacature lijnen staploos versteld kan worden door
experimenteel de Ga chemische potentiaal aan te passen.
Goud atomaire draden op het Si(553) oppervlak laten een
incommensurabele metallische toestand zien bij kamertemperatuur. Bij
lagere temperatuur blijken er twee wedijverende ladingsdichtheid
golven (CDW) te ontstaan in één atomaire draad, vergezeld van een
derde CDW tussen deze draden in. Defecten in de atomaire draden
veroorzaken een interband ladingsoverdracht, hetgeen resulteert in
commensurabele CDWs bij lage temperatuur. Als laatste zien we voor de
eerste keer in de reële (tastbare) ruimte manipuleerbare fasesprongen
in een CDW. Deze fase sprongen hebben een fractionele lading en spin.
Voor verder lezen:
* Hans Ludwig Hartnagel, Ramunas Katilius and Arvydas Matulionis,
Microwave noise in semiconductor devices, 2001
* Osvaldo de Melo and Isaac Hernández-Calderón, Surface science and
its applications: proceedings of the 9th Latin American congress,
La Habana, Cuba, 5-9 July 1999, 2000