MPG: Quantenstress in Nanoschichten
Eingesperrte Elektronen erzeugen mechanische Spannungen bis zum 1000fachen Atmosphärendruck
Leseköpfe von Festplatten-Laufwerken, Laser in DVD-Spielern, Transistoren auf Computer-Chips: all diese Bauteile, und noch viele andere mehr, enthalten ultradünne Schichten aus Metallen oder Halbleitern. In den dünnen Schichten entstehen während ihrer Herstellung Spannungen. Diese beeinflussen die optischen und magnetischen Eigenschaften der Bauteile, verursachen aber auch Fehler im Kristallgitter und lassen ein Bauteil schließlich versagen. Wie Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart nun festgestellt haben, erzeugt aber auch ein bislang unbekannter quantenmechanischer Mechanismus, der auf einem Effekt namens quantum confinement beruht, enorme Spannungen in den Schichten. Demnach kann der Druck abhängig von der Dicke dadurch bis zum 1000-fachen des Atmosphärendrucks ansteigen. Die Erkenntnisse könnten helfen, die optischen und magnetischen Eigenschaften von Dünnschichtsystemen zu steuern und ihre mechanische Stabilität zu erhöhen. Außerdem lassen sich auf Basis dieser Erkenntnisse möglicherweise sehr sensitive Sensoren entwickeln. weiterlesen…