Kohlenstoff-Nanoröhrchen als elektronische und nanoelektromechanische Hybridsysteme im Quantenlimes

Einzelne einwändige Kohlenstoff-Nanoröhrchen besitzen nicht nur herausragende elektronische Eigenschaften, sondern stellen aufgrund ihrer extrem hohen Zugfestigkeit auch exzellente hochfrequente mechanische Resonatoren dar. Damit bieten sie eine Möglichkeit, um den Übergang vom klassischen mechanischen Saitenresonator zum quantenmechanischen System zu untersuchen - ein sehr aktuelles Thema, das viele fundamentale Fragen der Quantenmechanik anspricht. Es wird beabsichtigt, ein kürzlich vom Antragsteller entwickeltes Verfahren zur Messung solcher Resonatoren sehr hoher Güte weiterzuentwickeln und die schwingenden Nanoröhrchen an supraleitende Nanoelektronik-Bauelemente zu koppeln. Mittels Hochfrequenzmessungen im Millikelvin-Temperaturbereich soll so auf die Detektion von Quanteneffekten der mechanischen Bewegung hingearbeitet werden. Wesentlich hierzu sind die Verwendung von Techniken aus der Optoelektronik zur Kühlung der mechanischen Bewegung, sowie die Entwicklung von breitbandigen rauscharmen Detektionsverfahren. Auch auf dem Weg zu diesem Ziel liegt sehr viel aktuelle Physik, insbesondere im Bereich der Wechselwirkungen zwischen Supraleitung und mechanischer Bewegung.