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Zur Herstellung wurden in der Vergangenheit z.B. die folgenden Methoden angewendet: | Zur Herstellung wurden in der Vergangenheit z. B. die folgenden Methoden angewendet: | ||
* Überwachsen von Spaltflächen (engl. ''cleaved edged overgrowth''): Hierbei wird zuerst ein Quantentopf durch epitaktisches Wachstum einer [[Doppelheterostruktur]] hergestellt. Das Material wird dann parallel zur Wachstumsrichtung gespalten, und die Spaltfläche wird mit einem zweiten Quantentopf überwachsen. Die Schnittlinie der senkrecht zueinander stehenden Quantentöpfe bildet den Quantendraht. | * Überwachsen von Spaltflächen (engl. ''cleaved edged overgrowth''): Hierbei wird zuerst ein Quantentopf durch epitaktisches Wachstum einer [[Doppelheterostruktur]] hergestellt. Das Material wird dann parallel zur Wachstumsrichtung gespalten, und die Spaltfläche wird mit einem zweiten Quantentopf überwachsen. Die Schnittlinie der senkrecht zueinander stehenden Quantentöpfe bildet den Quantendraht. |
Der Begriff Quantendraht (engl. quantum wire) beschreibt eine räumliche Potentialstruktur, bei der die Bewegungsfreiheit von Ladungsträgern auf eine Dimension eingeschränkt wird. Für real existierende Quantendrähte wird gefordert, dass die typischen Singularitäten der eindimensionalen elektronischen Zustandsdichte nachweisbar sind. Solche Quantendrähte erlauben das experimentelle Studium des eindimensionalen Elektronengases.
Quantendrähte gehören wie Quantentöpfe und Quantenpunkte zu den Quantenstrukturen.
Quantendrähte auf kristalliner Basis können nur hergestellt werden, wenn die De-Broglie-Wellenlänge der Ladungsträger im betrachteten Material deutlich oberhalb atomarer Dimensionen liegt. Bei Raumtemperatur ist diese Bedingung für Metalle nicht erfüllt. Im Gegensatz dazu liegt die De-Broglie-Wellenlänge für Elektronen bei vielen Halbleiter-Materialien im Bereich einiger Nanometer.
Bei kristallinen Quantendrähten werden weiterhin diffusive und ballistische Quantendrähte unterschieden.
Die Vorgehensweise ist kompliziert im Vergleich zur Herstellung von Quantentöpfen, die durch epitaktisches Wachstum auf einem hinreichend glatten Halbleitersubstrat erzeugt werden können.
Typischerweise wird eine dünne Schicht mit einer Verdickung entlang einer Linie in ein Material größerer Bandlücke eingebettet. Aufgrund ihrer räumlichen Ausdehnung im Festkörper erfahren die Ladungsträger innerhalb der Verdickung ein niedrigeres Potenzial als im anliegenden dünneren Quantentopf und sind damit lokalisiert.
Zur Herstellung wurden in der Vergangenheit z. B. die folgenden Methoden angewendet: