Katsaros Group

Nanoelektronik

Es ist unmöglich, sich ein modernes Leben ohne die Vielzahl mikroelektronischer Technologien vorzustellen, die uns umgeben. Diese Entwicklung ist jedoch erst mit der Erfindung des Transistors in den 50er Jahren möglich geworden. Das damals wenige Zentimeter große Gerät – ein Produkt rein wissenschaftlicher Neugier – führte zu einer technologischen Revolution. Heute ist die Größe der Transistoren auf weniger als 7nm geschrumpft, wo die Quantenphysik ins Spiel kommt. Forscher:innen entwickeln nun neue Konzepte, welche sich die Quantenmechanik zu Nutzen machen und Informationsverarbeitung nach völlig anderen Prinzipien erlauben. Sie wollen einen Quantencomputer bauen.

Loss und DiVincenzo schlugen 1998 die Verwendung von Elektronenspins als elementare Qubits vor, um einen Quantencomputer zu realisieren. In den letzten Jahren hat sich Germanium aufgrund der geringen effektiven Masse und der großen Spin-Bahn-Kopplung als vielversprechendes Material für die Realisierung solcher Spin-Qubits herausgestellt. Parallel zur Entwicklung von Spin-Qubits ist in den letzten Jahren das Interesse an confined Qubits für Quanten Computing enorm gestiegen. Ein solcher Schutz kann auf der Hardware-Ebene durch topologische Qubits oder durch ausgeklügelte elektrische Schaltungen realisiert werden.

In der Nanoelektronik Forschungsgruppe untersuchen wir Spin-Qubits in zweidimensionalen Germanium-Heterostrukturen und wollen auch verstehen, ob confined Qubits in hybriden Halbleiter-Supraleitersystemen realisiert werden können. Während sich unsere Forschung auf die Realisierung verschiedener Arten von Qubits konzentriert, ist die Gruppe auch sehr daran interessiert, neue grundlegende Phänomene in Halbleiter-Nanogeräten zu untersuchen.