Nützliche Dreckeffekte

Ich kann nicht ohne Kaffee, Popeye braucht seine Dose Spinat und so manches Atomteilchen schlicht ein Quäntchen Wärme oder Licht, um in die Gänge zu kommen. Zum Beispiel die Elektronen in Halbleitermaterialien. Erst mit einer Extraportion Energie werden sie munter und sorgen dafür, dass im Halbleiter elektrischer Strom fließen kann. Ist es allerdings nur einen Deut zu kalt oder das Licht nicht genehm, verweigern sie komplett ihren Dienst. Wegen ihres divenhaft erscheinenden Verhaltens galten die Mal-leiten-sie-den-Strom-mal-nicht- Materialien lange Zeit als völlig unbrauchbar. "Das sind nur alles Dreckeffekte" tönte es noch vor gut siebzig Jahren selbst in renommierten Physikerkreisen. Doch hartnäckige Halbleiterverfechter haben die "Dreckeffekte" in den Griff bekommen und konnten sie sogar sinnvoll nutzen. Heute sind Halbleiter die Grundbaustoffe der Elektronikwelt, stecken in Kaffeemaschinen und ausgetüftelten Motorsteuerungen ebenso wie in Solarzellen oder Leuchtdioden. Wissenschaftler der Technischen Universität Braunschweig wollen jetzt noch mehr nützliche Eigenschaften von Halbleitern dingfest machen und traktieren sie deshalb mit extrem starken Magnetfeldern. Wie das genau funktioniert? Trotz beherzten Koffeindopings habe ich das nicht ganz verstanden. Hierzu braucht man sicher entweder geniale Gene oder schlicht ein Physikstudium. (ah)

Halbleitermaterialien sind die Grundbaustoffe der Elektronikwelt. Sie leiten den Strom nur, wenn sie mit Wärme oder Licht versorgt oder mit bestimmten Fremdatomen gespickt werden und lassen sich zu den unterschiedlichsten elektronischen Bauteilen kombinieren. Wissenschaftler des Institutes für Angewandte Physik an der Technischen Universität Braunschweig erforschen solche Halbleiterbauteile gerade unter Extrembedingungen, um noch weitere nützliche Eigenschaften der Materialien aufzuspüren. "Wir untersuchen dazu zum Beispiel Halbleiter-Mikrochips in Magnetfeldern, die bis zu 300.000 Mal stärker sind als das Magnetfeld der Erde", erklärt Professor Georg Nachtwei. Und das sei gar nicht so energieaufwändig, wie es klinge. Um solche Felder zu erzeugen, müssten nur etwa drei Kilowatt elektrische Leistung aufgebracht werden, also kaum mehr als für den Betrieb eines Heizlüfters nötig ist. Zusätzlich zum Magnetfeld lassen die Forscher auch elektrische Spannungen unterschiedlicher Frequenz auf die Probe einwirken oder bestrahlen sie mit Licht. Die elektrischen Ströme, die dann fließen, geben Aufschluss über die Wege und Energien der Elektronen. Das Ziel der Forscher ist, mit diesen Untersuchungen Halbleitereigenschaften für neue technische Anwendungen nutzbar zu machen. (ah)