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Fachbereich 2.4
Quantenelektronik
- Kontakt	- Aufgaben - Arbeitsgruppen: 2.41 Logistik & Betrieb Reinraumzentrum 2.42 Einzel-Ladungs- und Einzel- Flussquanten-Schaltungen 2.43 Schaltungen für Josephson- Spannungsnormale 2.44 Nanostrukturen für technische Anwendungen 2.45 Makroskopische Quanten-Objekte

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Aufgaben

Der Fachbereich 2.4 entwickelt elektronische Bauelemente und Schaltungen für elektrische Normale, durch die die präzise Messung von Spannung und Stromstärke auf fundamentale Quanteneffekte zurückgeführt werden können. Mit Hilfe von Quantennormalen lassen sich physikalische Größen durch den Bezug auf Naturkonstanten mit hoher Genauigkeit weitgehend frei von Einflüssen durch Umgebungsparameter an jedem Ort reproduzieren. Die im Fachbereich 2.4 entwickelten und hergestellten Quantenschaltungen erlauben die gezielte Manipulation von einzelnen, extrem kleinen Quanten des magnetischen Flusses und der elektrischen Ladung. Dies ist möglich durch Nutzung von makroskopischen Quanteneffekten wie Supraleitung und Josephson-Effekt sowie in zunehmenden Maße das Quantenverhalten kollektiver elektrischer Variabler. Zur Herstellung der Quantenschaltungen betreibt der Fachbereich das Reinraumzentrum der PTB mit der erforderlichen Dünnschichttechnologie, den lithographischen Einrichtungen zur Herstellung hochintegrierter metallischer Schaltungen auf der Basis von Supraleitern und Normalleitern mit Strukturbreiten bis herab zu 10 nm. Darüber hinaus werden die Einrichtungen in nationaler und internationaler Zusammenarbeit zu metrologischer Grundlagenforschung verwendet.


Der Fachbereich "Quantenelektronik" ist an verschiedenen nationalen und internationalen Forschungsprojekten beteiligt. Er führt die Geschäftsstelle des gemeinnützigen Vereins "FLUXONICS - The European Foundry of Superconducting Electronics e. V.". Der Verein dient der Einrichtung einer europaweiten Infrastruktur für Forschung und Entwicklung und der Förderung zur Herstellung von supraleitender Elektronik. Mit FLUXONICS e.V. ist ein Instrument eingerichtet worden, mit dem die Herstellung integrierter supraleitender Schaltungen langfristig in einer mit den europäischen Partnern abgestimmten Foundry gesichert werden soll und mit dem innovative Technologieentwicklungen in Europa initiiert und effektiv umgesetzt werden können. In enger Kooperation mit FLUXONICS e. V. ist die Unterstützungsmaßnahme S-PULSE entstanden, die von der EU im 7. Rahmenprogramm für Forschung und technologische Entwicklung gefördert wird. S-PULSE steht dabei für Shrink-Path of Ultra-Low Power Superconducting Electronics.

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Arbeitsgruppen

2.41 Logistik und Betrieb Reinraumzentrum
2.42 Einzel-Ladungs- und Einzel-Flussquanten-Schaltungen
2.43 Schaltungen für Josephson-Spannungsnormale
2.44 Nanostrukturen für technische Anwendungen
2.45 Makroskopische Quanten-Objekte

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© Physikalisch-Technische Bundesanstalt Erstellt am: 22. Juni 2007, letzte Änderung: 05. Februar 2009, Johannes Kohlmann