Transport und Fluktuationen in mesoskopischen Systemen

Mesoskopische Systeme stehen an der Grenze zwischen mikroskopischen und makroskopischen Systemen. Sie eignen sich deshalb besonders gut, um den Übergang zwischen einem durch die Quantenmechanik bestimmten Verhalten auf der Mikroskala zu einem durch die statistische Physik bestimmten Verhalten auf der Makroskala zu untersuchen. In diesem Forschungsprojekt werden, ausgehend von einem Satz von Korrelationsfunktionen für elektrische und thermische Ströme, die Onsagerschen Transportkoeffizienten einschließlich ihrer Frequenzabhängigkeit berechnet. In diesem Zugang konnte das gesamte Spektrum unterschiedlicher Transportregime vom ballistischen bis zum diffusiven Transport sowie vom klassischen bis zum quantenmechanisch entarteten Bereich abgedeckt werden. Besonders interessant ist die Tatsache, dass in eindimensionalen Systemen bei tiefen Temperaturen die Wärmeleitfähigkeit, analog zur elektrischen Leitfähigkeit, einen universellen Wert annimmt. Darüber hinaus ist dieser Wert, im Gegensatz zum elektrischen Fall, auch unabhängig von der Statistik der transportierten Teilchen und damit für Elektronen, Phononen und auch für Teilchen mit fraktionaler Statistik gleich.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. T. Kuhn in Zusammenarbeit mit: Dr. A. Greiner (Uni Freiburg), Prof. Dr. L. Reggiani (Uni Lecce, Italien), Dr. L. Varani (Uni Montpellier, Frankreich)

Veröffentlichungen:

Greiner, A., L. Reggiani, T. Kuhn: Transport coefficients for carrier with fractional exclusion statistics: the correlation function approach, Physica B 272, 75 (1999)

Greiner, A., L. Reggiani, T. Kuhn, L. Varani: Carrier kinetics from the diffusive to the ballistic regime: linear response near thermodynamic equilibrium, Semicond. Sci. Technol. 15, 1071 (2000)