Delftse nanotransistor in nature
Onderzoeker Pablo Jarillo-Herrero van de TU Delft heeft met behulp van een koolstof nanobuisje een supergeleidende nanotransistor gemaakt. Het onderzoek is niet alleen van belang voor de fundamentele kennis over koolstof nanobuisjes en de verdere verbetering van transistoren maar opent ook de mogelijkheid om een hele reeks natuurkundige theorieën experimenteel te toetsen. Het toonaangevende wetenschappelijke blad Nature publiceert op donderdag 23 februari over de resultaten.
Transistoren zijn sinds hun uitvinding in 1947 steeds maar beter en sneller geworden. Om transistoren, en dus onze elektronica, nog verder te kunnen verbeteren, zijn onderzoekers steeds bezig met het vinden van nieuwe materialen en andere natuurkundige principes. De onderzoekers uit Delft gebruiken voor hun transistoren één van de meest veelbelovende nieuwe materialen: uiterst kleine buisjes van koolstof (koolstof nanobuisjes). De elektrische eigenschappen van deze nanostructuren worden beschreven door de kwantummechanica.
De elektrodes van de Delftse kwantumtransistor bestaan uit zeer kleine supergeleidende metalen draadjes en het tussenliggende koolstof nanobuisje is een zogenaamde quantum dot . Quantum dots zijn zodanig kleine structuren dat ze zich gedragen als individuele atomen.
In theorie wist men al dat een dergelijke transistor te maken viel door tussen supergeleidende elektrodes een nanobuisje te plaatsen. De Delftse onderzoekers Pablo Jarillo-Herrero en Jorden van Dam, uit de groep van prof. Leo Kouwenhoven, hebben dit nu in de praktijk gerealiseerd. Het onderzoek is niet alleen van belang voor de fundamentele kennis over koolstof nanobuisjes en de verdere verbetering van transistoren maar opent ook de mogelijkheid om een hele reeks natuurkundige theorieën experimenteel te toetsen.
Jarillo-Herrero heeft geprofiteerd van een excellente samenwerking tussen de diverse onderzoeksgroepen in het Kavli Instituut voor Nanoscience in Delft. In Delft is een lange historie in het nano-onderzoek en in de supergeleiding in het bijzonder. Zo wordt er al jaren met succes gewerkt aan supergeleidende kwantumbits. Daarnaast waren onderzoekers van dit instituut er (samen met Philips) al in geslaagd om een min of meer vergelijkbare supergeleidende transistor te maken, maar dan niet met behulp van nanobuisjes maar met nanowires, zeer kleine draadjes (publicatie in juli 2005 in Science).
Een van de interessante aspecten van dit onderzoek is dat met meerdere kwantumtransistoren complexe schakelingen kunnen worden gemaakt. Dit soort schakelingen zouden op lange termijn belangrijke bouwstenen kunnen zijn in de computer van de toekomst, de kwantumcomputer.
Pablo Jarillo-Herrero (29) publiceerde tijdens zijn promotie-onderzoek aan de TU Delft meerdere malen in toonaangevende wetenschappelijke bladen als Nature en Physical Review Letters. Hij promoveerde in oktober cum laude en zette zijn onderzoekswerk in Delft sindsdien als postdoc voort.
Technische Universiteit Delft
Technische Universiteit Delft