Elektronik: Zweidimensionales Elektronengas als elektrischer Leiter
Für gewöhnlich sind Oxide außergewöhnlich schlechte elektrische Leiter. Darum werden sie in der Technik auch gerne als Isolatoren eingesetzt. Doch ihr Verhalten ändert sich drastisch, wenn man zwei Schichten von Oxiden so übereinander lagert, dass sich zwischen ihnen ein quasi zweidimensionales Elektronengas ausbilden kann.
Ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland und den USA um Jochen Mannhart von der Universität Augsburg hat dieses Experiment durchgeführt. Die Forscher stellten Schichten von Lanthanaluminiumoxid (LaAlO3) und Strontiumtitanoxid (SrTiO3) her, von denen bekannt ist, dass sich zwischen ihnen Elektronengase bilden, die nur etwa zwei Milliardstel Meter dick sind. Waren die Abstände zwischen den Schichten sehr klein, dann verhielt sich das Elektronengas wie ein Isolator, bei größeren Distanzen wie ein Leiter. Doch nicht nur die Entfernung spielt eine Rolle. Den Wissenschaftlern gelang es sogar, das Elektronengas wie die Gate-Elektrode eines Transistors anzusprechen. Je nachdem, welche Spannung sie anlegten, konnten sie zwischen isolierend und leitend umschalten.
Bislang handelt es sich bei den Experimenten noch um Grundlagenforschung. Doch im Prinzip könnten dünne Schichten mit manipulierbarem Leitverhalten durchaus in elektronischen Bauteilen Verwendung finden. Eine Elektronik, die dann ihre aktiven Bereiche gezielt mit isolierenden Oxiden besetzen würde.
Ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland und den USA um Jochen Mannhart von der Universität Augsburg hat dieses Experiment durchgeführt. Die Forscher stellten Schichten von Lanthanaluminiumoxid (LaAlO3) und Strontiumtitanoxid (SrTiO3) her, von denen bekannt ist, dass sich zwischen ihnen Elektronengase bilden, die nur etwa zwei Milliardstel Meter dick sind. Waren die Abstände zwischen den Schichten sehr klein, dann verhielt sich das Elektronengas wie ein Isolator, bei größeren Distanzen wie ein Leiter. Doch nicht nur die Entfernung spielt eine Rolle. Den Wissenschaftlern gelang es sogar, das Elektronengas wie die Gate-Elektrode eines Transistors anzusprechen. Je nachdem, welche Spannung sie anlegten, konnten sie zwischen isolierend und leitend umschalten.
Bislang handelt es sich bei den Experimenten noch um Grundlagenforschung. Doch im Prinzip könnten dünne Schichten mit manipulierbarem Leitverhalten durchaus in elektronischen Bauteilen Verwendung finden. Eine Elektronik, die dann ihre aktiven Bereiche gezielt mit isolierenden Oxiden besetzen würde.
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