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Quantentransport Simulation
Universitätslehrerverband der
Montanuniversität Leoben (ULV)
Mit einem von uns entwickelten Netzwerkmodell wird sowohl die verlustfreie als
auch die verlustbehaftete elektrische Leitfähigkeit von Halbleitermikrostrukturen
simuliert.
Internationale Partner:
- R.G. Mani, Gordon McKay Laboratory of Applied Science,
Harvard University, Cambridge, USA
- Y. Ochiai, Dept. of Materials Technology, Chiba Univ. Japan
- S.Komiyama, Dept. of Basic Science, University of Tokyo,
Japan
- D.K. Maude, Hochfeld Magnetlabor (CNRS) Grenoble,
Frankreich
Aktuelle Referenz: J. Oswald and M. Oswald, J. Phys.: Condens.
Matter 18, R101-R138 (2006)
Josef Oswald
Institut für Physik
an der MUL seit: 1986
Zur Person:
Habilitiert seit 1997, bisher 8 Dissertationen und 12
Diplomarbeiten im Rahmen der eigenen Forschungstätigkeit
betreut
Die quantenphysikalischen Eigenschaften der Stromleitungsmechanismen
werden in künftigen mikroelektronischen Bauteilen eine wichtige Rolle spielen.
Aus der Untersuchung der Physik des Quanten-Hall-Effektes (Nobelpreise
für Physik 1985 an K.v.Klitzing und 1998 an Laughlin, Störmer u. Tsui)
kann man sehr viel über die Grundlagen des quantisierten Stromtransportes
lernen. Wir haben ein Rechenmodell entwickelt, welches weltweit als erstes
und einziges in der Lage ist, den Quanten-Hall-Effekt für realistische Probenstrukturen
zu simulieren.
Das Bild links zeigt (a) ein Element unseres Netzwerkmodells im Vergleich mit (b) einer Ersatzschaltung aus klassischen
Widerständen.
Die mit P bezeichneten kleinen Kreise markieren Stellen, an denen quantenmechanisches Tunneln zwischen Loops
von ein-dimensionalen gerichteten Elektronenkanälen geschieht.
Beispiel für einen Vergleich unserer Simulationsergebnisse mit Experimenten
von Piot et al, Phys.Rev. B 72, 245325 (2005).
Forschungsschwerpunkte:
Halbleiter Epitaxie von Dotierungsübergittern aus Bleitellurid
und deren elektr. und infrarot-optische Untersuchungen (abgeschl.
FWF Proj.)
Leitfähigkeitsuntersuchungen bei extrem hohen Magnetfeldern
(bis 28 Tesla) und extrem niedrigen Temperaturen (bis 0.05K),
vorwiegend in Grenoble, Frankreich (abgeschl. FWF Proj.)
Modellrechnungen zum Metall-Isolator-Übergang in hohen
Magnetfeldern (abg. Nationalbank Proj.)
Schaltkreisartige Simulation des Quanten-Elektron-Transports
(laufendes FWF Projekt)