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News: Das schnellste Elektrometer der Welt

Ein neuer Transistor ist das empfindlichste Elektrometer der Welt - er kann sogar einzelne Elektronen zählen, die durch einen Schaltkreis fließen. Der Detektor könnte in winzigen elektronischen Schaltungen eingesetzt werden oder als extrem lichtempfindlicher Sensor in Mikroskopen und Teleskopen arbeiten.
Daniel E. Prober von der Yale University sagt, das neue Gerät ist 1000mal schneller als die bisherigen Elektrometer und sogar eine Million mal schneller als andere Einzel-Elektronen-Transistoren (Science vom 22. Mai 1998). "Einzel-Elektronen-Transistoren sind seit ein paar Jahren auf dem Markt. Aber unser Labor hat einen neuen Typ entwickelt, den Radio Frequency Single Electron Transistor (RF-SET), der noch Ladungen von einem 15millionstel der Ladung eines Elektrons messen kann. Er deckt dabei eine enorme Bandbreite ab", meint er.

Momentan arbeitet der RF-SET allerdings nur bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt. Doch während herkömmliche Einzel-Elektronen-Transistoren meist nur Meßraten bis zu einem Kilohertz (1000 Messungen pro Sekunde) erreichten, schafft der RF-SET bis zu 100 Megahertz. Bei so hoher Auflösung kann das Rauschen durch Ladungsbewegungen im Hintergrund vernachlässigt werden.

Das potentielle Einsatzspektrum des RF-SET ist gewaltig. Da er Photonen von Röntgenstrahlung bis hin zu Mikrowellen wahrnehmen kann, wäre er ein geeigneter Ersatz für CCD-Detektoren, wenn es darum geht, sehr schwache Sterne oder Galaxien zu untersuchen. Nach Probers Meinung könnte er zugleich als Spektrometer dienen, das die chemische Zusammensetzung der Sterne bestimmt.

Auch die Mikroelektronik hat Bedarf für ein extrem empfindliches Elektrometer. An der Grenze zur Quantenwelt finden seltsame Vorgänge wie der Tunneleffekt statt, die es nötig machen, Grundlagenforschung mit entsprechenden Instrumenten zu betreiben.

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