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Astronomie|Physik Technik|Digitales

Mysteriöse Elektronenordnung in Halbleitern

Unter bestimmten Bedingungen leiten Elektronen in einer dünnen Halbleiterschicht den Strom in eine Richtung besser als in der dazu senkrechten Richtung. Leo Radzihovsky von der Universität von Colorado in Boulder und Alan Dorsey von der Universität von Florida in Gainesville haben jetzt einige theoretische Rechnungen durchgeführt, die dieses Phänomen näher beschreiben, wie die American Physical Society berichtet. Die beiden Physiker präsentieren ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Physical Review Letters (Bd. 88, S. 216802).

Bereits vor einigen Jahren hatte man in Experimenten herausgefunden, dass Elektronen in Galliumarsenid-Halbleitern eine Richtung bevorzugen, wenn man ein äußeres Magnetfeld anlegt und die Elektronen abkühlt. Dabei orientieren sich die Elektronen entlang einer Kristallachse des Halbleiters und gruppieren sich zu „Streifen“. Die Leitfähigkeit entlang dieser Richtung steigt dramatisch.

Radzihovsky und Dorsey machen jetzt für dieses Phänomen einige detaillierte Vorhersagen. So sollen die Elektronenstreifen beispielsweise ähnlich wie ein Weizenfeld im Wind hin und her schwingen. Diesen Effekt könnte man überprüfen, indem man Schallwellen durch den Halbleiter schickt und deren Veränderungen beobachtet. Eine Erklärung dafür, wie die Elektronen sich von der Richtung der Kristallachsen beeinflussen lassen, haben die beiden Forscher aber auch nicht.

„Der Gedanke daran, wie wir diese Theorie testen sollen, erschrickt mich“, kommentiert Jim Eisenstein vom California Institute of Technology das Ergebnis seiner Kollegen. „Aber wahrscheinlich kriegen wir’s irgendwie hin.“

Axel Tillemans
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neu|sach|lich  〈Adj.〉 die Neue Sachlichkeit betreffend, zu ihr gehörig ● ~e Fotografie, Malerei

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