Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente hebben samen met collega’s van het Paul Drude Institut in Berlijn een goedkope en gemakkelijke manier gevonden om geluidsgolven met ultrahoge frequenties op te wekken aan het oppervlak van silicium. De aard van de golven lijkt sterk op die van aardbevingen, maar dan op nanoschaal. De Twentse onderzoekers wekten frequenties tot 23,5 GHz op. Dat is de hoogste frequentie die ooit in silicium is gerealiseerd. De nieuwe techniek kan onder andere worden toegepast bij het definiëren van de universele stroomstandaard en in de kwantum-informatietechnologie.

 

De opgewekte golven worden surface acoustic waves (SAW’s) genoemd. Ze werden voor het eerst verklaard door Lord Rayleigh in 1885 en het mechanisme wordt al tientallen jaren toegepast in halfgeleidersystemen, bijvoorbeeld galliumarsenide, waarin de golven in het oppervlak met behulp van een piëzo-elektrisch veld worden opgewekt. In silicium gaat dat lastiger dan in halfgeleiders. De onderzoekers in Twente zijn er nu door het aanbrengen van een tussenlaag van zinkoxide in geslaagd om ultrahoge SAW-frequenties op te wekken. De golven kunnen als een soort lopende band elektronen in het silicium ‘opvegen’ en extreem snel transporteren.

 

De resultaten van het onderzoek werden onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Applied Physics Letters.