Quantenpunkt aus elektrisch leitendem Kohlenstoff, Verfahren zur Herstellung und Anwendung

摘要

Quantenpunkte zeigen eine besonders in der Nanoelektronik vorteilhaft nutzbare Quantisierung ihrer elektrischen Eigenschaften. Der präzise Aufbau, die Herstellung und der Einbau von Quantenpunkten sind jedoch sehr kompliziert und gelingen nur ungenügend. Der erfindungsgemäße Quantenpunkt (QP) ist gekennzeichnet durch einen eingebetteten Aufbau als zylindrischer Bereich mit graphitartiger Struktur (GLC) in einer elektrisch isolierenden Kohlenstoffschicht (DLC¶QP¶) mit diamantartiger Struktur, die zwischen zwei elektrisch isolierenden, diese Eigenschaft auch nach einem Ionendurchgang zeigenden Isolierschichten (IL¶1¶, IL¶2¶) angeordnet ist. Somit wird erstmals ein geometrisch und lokal genau definierter Quantenpunkt in dem für die Nanoelektronik sehr interessanten DLC-Material vorgestellt, der Abmaße von unter 8 nm aufweisen kann und besonders zur Realisierung eines Einzel-Elektron-Transistors (SET) geeignet ist. Durch integrierte Nanodrähte kann eine einfache Kontaktierung erfolgen. Die Herstellung erfolgt in einfacher Weise durch Bestrahlung eines Schichtenpakets (LS) mit einem Ionenstrahl (IB). Der Quantenpunkt (QP) und die Nanodrähte (NW) entstehen dabei in der Ionenspur (IT) durch Umwandlung des nicht-leitenden Kohlenstoffs (DLC) mit diamantartiger Struktur in leitenden Kohlenstoff (GLC) mit graphitartiger Struktur.