Hoe stromen elektronen door een nanodraadje?

De kleinste stroomdraadjes die we kunnen maken worden gefabriceerd met nanotechnologie, en hebben afmetingen op de nanoschaal. De breedte van dergelijk draadjes is ongeveer zo groot als de kwantummechanische golflengte van elektronen die in de draad stromen, en dit is niet veel groter dan de grootte van de individuele atomen van het materiaal waar de draad van is gemaakt. In zulke hele kleine draadjes gedraagt de elektrische stroom zich anders dan in grotere draden (zoals de elektrische draden in ons degelijk leven). De elektronen stromen niet als individuele elektronen door de draad, maar de elektrische stroom hangt af van hoe een wolk van elektronen die elkaar voelen (elektronen die onderlinge wisselwerking hebben) door de draad kan bewegen. Het onderzoekswerk voor dit proefschrift heeft ontdekt wat de onderliggende fysica is bij dit verschijnsel. Dit was een belangrijke en veel bediscussieerde open vraag in het vakgebied nanoscience sinds 1996.

Deze studies zijn verricht onder extreme condities, waar de elektrische stroom het meest uitgesproken wordt beïnvloed door de wisselwerking tussen elektronen. De draden waren hiervoor gemaakt met extreem zuivere halfgeleiders, en bestudeerd bij temperaturen van minder dan 1 graad boven het absolute nulpunt (ongeveer 273 graden Celsius onder nul). De resultaten zijn belangrijk om de computers van de toekomst te kunnen bouwen.

Muhammad Iqbal (Pakistan, 1982) studeerde natuurkunde aan de G.C. University in Lahore. Het onderzoek werd uitgevoerd aan het Zernike Institute for Advanced Materials van de RUG, afdeling Physics of Nanodevices.