Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung
in Stuttgart vom 30. September bis zum 11. Oktober 2002
Von Garlich Fischbeck
Nachdem wir am Montag von Frau Dr. Asen-Palmer freundlich begrüßt und durch Teile des Instituts geführt worden waren, wurden wir in unsere Abteilungen gebracht. Wojciech und ich kamen in die Abteilung des Nobelpreisträgers Prof. Dr. von Klitzing. Ich war der Gruppe von Herrn Dr. Weis zugeteilt, der mir (und später auch Wojciech) ein interessantes Programm ausarbeitete und uns für die Physik begeistern konnte.
Eine Aufgabe der Abteilung ist die Herstellung und Untersuchung von dimensions-reduzierten Elektronensystemen. Werden sie Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (0 Kelvin bzw. -273°C) und einem starken Magnetfeld (20 Tesla) ausgesetzt, können neue Effekte beobachtet werden. In zwei-dimensionalen Elektronensystemen tritt z. B. der Quanten-Hall-Effekt auf. Diesen Effekt, der 1980 von Herrn Prof. Dr. von Klitzing entdeckt wurde, macht man sich heute z. B. bei der Eichung von Widerständen zunutze. Dr. Weis erklärte mir auch den Aufbau und die Funktionsweise von Einzel-Elektronen-Transistoren. Da sie aber ebenfalls nur bei tiefen Temperaturen funktionieren, werden sie die Transistoren in Computern nicht verdrängen.
Die erste Woche verbrachte ich zum Großteil mit Dr. Quirion im Labor und erfuhr, wie die Proben in sogenannten Kyrostaten gekühlt und mit welcher Sorgfalt Messreihen an Proben vorbereitet werden. In der zweiten Woche war ich für den Reinraum eingeteilt, in dem die Proben hergestellt werden. Ein zwei-dimensionales Elektronensystem, wie oben erwähnt, kann in einer Struktur aus mehreren Schichten verschiedener Halbleitermaterialien erreicht werden, die die Elektronen in einer Schicht einsperren. Mit verschiedenen Prozessen (Ätzen, Aufdampfen u. a.) kann man anschließend auch die Oberfläche der Halbleiterstruktur nach Belieben verändern und darauf z. B. einen Einzel-Elektronen-Transistor definieren.
Höhepunkt meines Praktikums war ein Besuch im Optiklabor. Sehr interessant war auch die Arbeit am Raster-Elektronen-Mikroskop sowie am Rasterkraft-Mikroskop, mit dem wir Kohlenstoffröhrchen im Nanometerbereich (Nanotubes) untersucht haben.
Nanotubes unter dem Rasterelektronen-Mikroskop (REM)
Das Praktikum hat mir nicht nur sehr viel Spaß gemacht, sondern mir auch im Hinblick auf die Studienwahl geholfen. Ich möchte mich an dieser Stelle nochmals bei meinen Betreuern bedanken und jedem Interessierten diesen Praktikumsplatz empfehlen, denn solch ein Einblick in die Arbeit der Wissenschaftler ist einmalig.