Elektronen lopen op nanorails

Mesa+-onderzoekers hebben nanodraden ontwikkeld met een doorsnee van niet meer dan een atoom en een lengte van meer dan duizend atomen. Elektronen blijken zich op een opmerkelijke manier voort te bewegen. Ze gaan niet door de draden, maar bewegen ertussenin, alsof ze op rails lopen. De UT-wetenschappers onder leiding van Harold Zandvliet en Bene Poelsema publiceerden hun vinding in Physical Review Letters.

De nanodraden bestaan uit platina-atomen gegroeid op een germanium ondergrond. De UT-onderzoekers vonden bij toeval dat op deze manier perfect rechte ketens ontstaan. Mesa+ denkt al aan honderd kilometer draad op een vierkante centimeter. Doordat er geen knikken of andere onvolkomenheden in de extreem dunne draden zitten, is de methode in ieder geval beter dan andere technologieën. Een alternatief is bijvoorbeeld het een voor een op een rijtje leggen van de atomen met een scanning tunneling microscope – een moeizame procedure.

Mesa+-promovendi hebben de nanodraden aan nauwkeurige metingen onderworpen. Zij kwamen meteen al met een verrassend resultaat. Waar je zou verwachten dat elektronen zich door metallische draden bewegen, laten de metingen zien dat ze tussen de draden blijven. Ook blijken de elektronen zich te gedragen als het schoolvoorbeeld uit de kwantummechanica: het kwantumdeeltje in een eendimensionale put. De wetenschappers zijn van plan de elektronen nog beter op te sluiten zodat ze allerlei theoretische voorspellingen over elektronentransport kunnen verifiëren.