Aktuelles

(c) nature publishing group

Nanowiderstände in topologischen Isolatoren

Die Kante ist nur rund fünf Atomschichten dick, aber sie reicht aus, um eine sicher geglaubte Theorie ins Wanken zu bringen: Projektleiter Dr. Christian Bobisch und Sebastian Bauer  forschen an Topologischen Isolatoren, den neuen Hoffnungsträgern z.B. für Quantencomputer. Sie konnten nachweisen, dass Kanten auf deren Oberfläche entgegen der gängigen Meinung die elektrische Leitfähigkeit beeinflussen, indem sie wie kleine Widerstände wirken – so aber gleichzeitig die Tür zu einem präzisen elektronischen Oberflächendesign öffnen.

Einige Bauteile elektronischer Schaltungen sind heute nur noch 14 Nanometer groß. Doch hier kommt der Trend zu immer kleineren Komponenten auch an seine Grenze: In diesen winzigen Dimensionen tauchen zunehmend Quanteneffekte auf, die klassische, siliziumbasierte Technik unmöglich machen. Für zusätzliche Probleme sorgt die Wärme in den dicht gepackten Schaltungen.

Forscher setzen daher ihre Hoffnungen auf eine neue Materialklasse, die erst vor wenigen Jahren entdeckt wurde: die Topologischen Isolatoren. Während diese im Innern isolierend sind, erlauben sie gleichzeitig auf ihrer Oberfläche die Bewegung von Ladungen, leiten hier also den elektrischen Strom. Die bisher anerkannte Theorie besagte, dass diese Leitfähigkeit nicht durch Defekte an der Oberfläche beeinträchtigt wird.

Die Physiker Sebastian Bauer und Dr. Christian Bobisch konnten nun aber nachweisen, dass dies sehr wohl der Fall ist: Sie gehören zu den wenigen Wissenschaftlern, die die „Rastertunnelpotentiometrie“ beherrschen – eine Methode, die mit atomarer Genauigkeit gleichzeitig misst, wie eine Oberfläche beschaffen ist und wo Strom entlangfließt. In ihrer Probe aus Bismuthselenid (Bi2Se3) konnten sie zeigen, dass jede nanometerhohe Kante einer rauen Oberfläche wie ein winziger Widerstand wirkt. In Summe reduzieren sie die Leitfähigkeit der ganzen Schicht.

Bobisch interpretiert seine Ergebnisse keineswegs als Rückschlag für die neuen Hoffnungsträger, sondern als zusätzlichen Vorteil: „Wir können nun das Potenzial der Topologischen Isolatoren in künftigen Bauelementen realistischer einschätzen. Aber es ergeben sich auch ganz neue Möglichkeiten. Es ist denkbar, mit diesem Wissen die Oberfläche bewusst zu designen – wo soll viel Strom fließen, wo weniger?“ Durch ein vorgegebenes Design für das Bauteil würden sich zudem Streuverluste verringern und damit automatisch auch die Erwärmung.

Ihre Erkenntnisse haben Bauer und Bobisch soeben in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. Ihre Forschung wird unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Originalpublikation:
Bauer, S. and Bobisch, C. A. Nanoscale electron transport at the surface of a topological insulatorNat. Commun. 7:11381 doi: 10.1038/ncomms11381 (2016).

(link zur Cenide Pressemitteilung)

(c) CENIDE, AG Möller

CO Phasen wie Strickmuster

Es sind Bilder aus dem Mikroskop, und doch sehen sie aus wie aus dem Handarbeitsheft: Im einen Moment erscheint ein Perlmuster, im nächsten ein Lochmuster. Zusammen mit unseren Kooperationspartnern aus Barcelona und San Sebastian haben wir unsere Eergebnisse zum strukturellen Phasenübergang von CO Schichten auf Cu(111) in Nano Letters veröffentlicht. Darin zeigen wir, dass man mit atomarer Präzision einen strukturellen Phasenübergang von CO Schichten manipulieren kann und damit Muster auf Oberflächen schreiben kann. Sogenannte „Phasenübergänge“  begegnen uns im Alltag regelmäßig: Als Wasser, das aus dem Kochtopf verdampft oder auch in Form von Schokoladeneis, das uns in der Sommerhitze über die Hand läuft. das Team um  Ben Wortmann und Dr. Christian Bobisch haben nun erstmals ganze Oberflächenbereiche einer Probe nach Belieben zwischen den Phasen hin- und hergeschaltet und den Vorgang in Echtzeit beobachtet. Die Probe besteht dabei aus einer Unterlage aus Kupfer und einer darauf liegenden geschlossenen Lage aus Kohlenstoffmonoxid-Molekülen. Mit der feinen metallischen Spitze eines Rastertunnelmikroskops kann man elektrische Felder an die Probe anlegen und so ganze Flächen innerhalb von Sekundenbruchteilen umschalten – beliebig häufig und im Gegensatz zu einer Handarbeit in einem einzigen Schritt. Die Bilder dazu sind so hoch aufgelöst, dass auch ein Laie einzelne Moleküle erkennen kann, die wie Maschen in einem winzigen Strickmuster erscheinen.  Die Entdeckung schließt eine Lücke: Gegenwärtig werden elektronische Bauteile immer kleiner, und sogar einzelne Atome oder Moleküle werden bereits als Schalter diskutiert. Aber es ist technisch sehr aufwendig und daher in großem Maßstab kaum umzusetzen, einzelne Moleküle zu manipulieren. Indem man aber – wie hier geschehen – gezielt scharf umrissene Bereiche schaltet, die nur eine Moleküllage dick sind, wird die Kombination aus miniaturisierten Bauteilen und einfacher Bedienung realistischer.

(link zur Pressemeldung von Cenide)

 Das Bild zeigt die beiden Phasen von Kohlenstoffmonoxid (CO) auf Kupfer (Cu), aufgenommen mit einem Rastertunnelmikroskop. Der Bildausschnitt zeigt eine Fläche von 6 x 6 nm; es sind einzelne Moleküle zu erkennen

STM Aufnahme einer Bismutselenidoberfläche

26.01.2015 Newcomer unter der Lupe

Das Vorhaben „Untersuchung des lokalen elektrochemischen Potentials an der Oberfläche eines stromtragenden topologischen Isolators“ wird  für die nächsten 2 Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt. 

Die herausragende Eigenschaft von Topologischen Isolatoren besteht darin, im Inneren elektrisch isolierend zu sein, während sie gleichzeitig die Bewegung von Ladungen auf der Oberfläche zulassen. Dabei soll diese Leitfähigkeit nicht durch Defekte an der Oberfläche beeinträchtigt werden. Genau dies will das Team von Dr. Christian Bobisch nun experimentell untersuchen, indem es die elementaren Beiträge zum elektrischen Widerstand mikroskopisch untersucht. Außerdem bringen die Forscher Defekte auf die Oberfläche, um sie gezielt zu verändern und die möglichen Auswirkungen auf die Leitfähigkeit zu studieren.    

„Der Ladungstransport in Topologischen Isolatoren unterscheidet sich erheblich von den Vorgängen in klassischen metallischen Leitern und eröffnet so weitreichende Möglichkeiten, neue Bauelemente zu konzipieren“, erklärt Dr. Bobisch. „Im Mikroskop schauen wir uns mit atomarer Auflösung die Oberflächenbeschaffenheit an. Gleichzeitig können wir messen und abbilden, wie der elektrische Widerstand lokal verläuft, wenn Strom durch das Material fließt.“    

Bislang gibt es zwar Prognosen und Hinweise dazu, wie der Stromtransport im Detail funktioniert, diese Prozesse sind experimentell aber noch nicht nachgewiesen. Aus einem mikroskopischen Verständnis ließen sich Rückschlüsse ziehen, wie das Material weiter optimiert werden kann. Mit Topologischen Isolatoren könnten künftig z.B. neuartige, elektronische Bauteile entwickelt werden, die z.B. den Spin der Elektronen als Informationsträger nutzen.

Bi(111) Surface Waves

Wellenbrecher auf atomarer Skala

Viele kennen es vielleicht aus den Beobachtungen im eigenen Urlaub: Wellen, die auf die Kaiwand zulaufen, werden an dieser reflektiert,  so dass sich einfallende und reflektierte Welle zu einem  sogenanntes stationären stehenden Wellenmuster überlagern. Ähnliche Interferenzphänomene können auch in der mikroskopischen Welt an leitenden Oberflächen beobachtet werden. Nur betrachtet man dort keine Wasserwellen, sondern einfallende und reflektierte Elektronenwellen, die an einer Unebenheit der Oberfläche gestreut werden und ebenfalls mit sich selbst interferieren können.

In der Gruppe um Christian Bobisch und Rolf Möller sind die Doktoranden Maren Cottin und Johannes Schaffert dem Phänomen der Interferenz von Elektronenwellen weiter auf den Grund gegangen. Ihre Oberfläche war die Oberfläche einer Bismuthprobe (Bi), die sie so präparierten, dass nur noch Unebenheiten in Form atomar hoher Stufen auftauchten. Die Elektronen, die sich in der Bi-Oberfläche bewegen treffen nun auf diese Stufen und  werden gestreut. In Ihren Experimenten können die Forscher das entstehende Wellenmuster sichtbar machen, indem sie die Oberfläche mit einem sogenannten Rastertunnelmikroskop untersuchen. Dieses Mikroskop erzeugt mit Hilfe einer atomar feinen Nadel, die entlang der Oberfläche geraster wird ein topographische Abbild der Oberfläche. Darüber hinaus können auch Variationen der elektronischen Struktur sichtbar gemacht werden. Dort sieht man Wellenmuster als Resultat gestreuter Elektronenwellen. Aus dessen Analyse lassen sich nun Rückschlüsse auf die Art und Weise der Streuung treffen. Variiert man noch die Wellenlänge der streuenden Elektronen, so kann man gar die komplette elektronische Struktur der Oberfläche atomar genau bestimmen.

Im vorliegenden Fall konnte dabei erstmals gezeigt werden, dass eine atomare Stufenkante nicht nur ein unüberwindbares Hindernis für die Elektronenwellen ist, wie die Wand im realen Leben. Vielmehr kann eine einfallende Welle die Wand auch transparent durchdringen und ein Teil von Ihr wird nicht nach hinten zurückreflektiert, sondern nach vorne gestreut wobei sie ihre Wellenlänge leicht ändert. Auch diese vorwärtsgestreuten und transparent passierenden Wellen überlagern sich wieder zu einem stationären Wellenmuster. Im Falle der Bismuthoberfläche ist dies insbesondere deswegen möglich, weil eine Reflexion durch die spezielle elektronische Struktur der Oberfläche nicht möglich ist. Die atomare Stufenkante als Wand wird für bestimmte Wellenlänge quasi transparent und kann Elektronen leicht passieren lassen.

Materialien mit solchen Eigenschaften sind besonders für potentielle elektronische Bauteile von Interesse, da beim Stromtransport durch diese Oberflächen die Rauigkeit wenig Einfluss auf den entsprechenden Widerstand des Leiters hat.

Interplay between forward and backward scattering of spin-orbit split surface states of Bi(111),
M.C. Cottin, C. A. Bobisch, J. Schaffert, G. Jnawali, G. Bihlmayer and R. Möller, Nano Lett. 13 (6), pp 2717–2722 (2013).

Best Poster beim "Dutch Scanning Probe Day"

26.04.2013 Best Poster Award für Maren Cottin und Ebru Özen

Auf dem diesjährigen Dutch Scanning Probe Day haben neben Rolf Möller als Keynote Speaker auch weitere Mitglieder aus unserer Arbeitsgruppe teilngenommen, um unsere aktuellen Forschungsergebniss mit internationalen Kollegen zu diskutieren. So konnten Maren Cottin und Ebru Özen die anwesenden Professoren mit Ihrem Posterbeitrag voll überzeugen. Das engagierte Auftreten während der Posterpräsentation sicherte den beiden Mitgliedern aus der AG Möller den "Best Poster Award", der Ihnen durch den Organisator Prof. Paul Koenraad am Ende einer spannenden Konferenz überreicht wurde.

link zum Poster

Nature Materials

15.03.2013 Publikation in Nature Materials

Grund zum Feiern in der AG Möller:
Johannes Schaffert und Maren Cottin konnten gemeinsam mit ihren Projektleitern Christian Bobisch und Rolf Möller ihre Forschungsergebnisse im höchst angesehenen Fachblatt "Nature Materials" der wissenschaftlichen Öffentlichkeit präsentieren. Somit sind die besten Chancen gewahrt, dass interessierte Wissenschaftler weltweit Notiz von unserer aktuellen Forschung nehmen.
Erzielt werden konnte die umfassende experimentelle und theoretische Studie dank einer fruchtbaren Kooperation mit zwei ausgewiesenen Experten aus der theoretischen Physik. Ausdrücklicher Dank gilt unseren Koautoren Nicolás Lorente und Jean-Pierre Gauyacq.
Die Publikationt befasst sich mit einem mikroskopisch kleinen Rotor auf einer Metallprobe: Es handelt sich um ein einzelnes Farbstoffmolekül mit dem Namen Kupfer-Phthalocyanin (kurz: CuPc), das mit einem Rastertunnelmikrokop (STM) abgebildet wie ein vier-blättriges Kleeblatt aussieht.
Kleine Rotationsbewegungen zwischen einer Ruheposition und einer ausgelenkten Position konnten experimentell mit einer eigens entwickelten STM basierten Methode umfassend analysiert werden. Sie basiert auf der Echtzeit-Auswertung von Fluktuationen im Messsignal, dem Tunnelstrum. Diesen Fluktuationen können wir nicht nur mit dem Kopfhörer zuhören, sondern sie erstmals auch mit höchster Ortsauflösung innerhalb eine einzelnen Moleküls abbilden. Dabei entstehen neben den üblichen topografischen Landkarten, die das STM liefert, nun auch Karten, die die Dynamik der "hin- und hertanzenden" Moleküle erfasst. Dies könnte für viele Wissenschaftler auf dem Gebiet der molekularen Schalter ein neuer, erfolgversprechender Zugang in die Nanowelt sein, denn jedes einzelne Molekül kann so als einzelner Schalter mit atomarer Präzision adressiert und vermessen werden.

27.7.2012 Best Poster Award für Maren Cottin

Posteraward Maren Gruppe
Posteraward Maren

Bei der diesjährigen internationalen Konferenz für Nanowissenschaften and Technologie in Paris (ICN+T 2012) wurde Maren Cottin für ihren Beitrag mit einem Posterpreis ausgezeichnet. Unter über 500 Posterpräsentationen wurden die jeweils besten Präsentationen aus elf Themengebieten geehrt. Maren Cottin konnte mit ihrem Beitrag “Implementing a setup to detect Ballistic and Inelastic Channels in an LT-STM Experiment“ neben den Tagungsteilnehmern auch die Jury des Tagungskomitees überzeugen.

Nach den Vorträgen der Nobelpreisträger Prof. Albert Fert und Prof. Jean-Marie Lehn wurden die Preise für die besten Poster im prestigeträchtigen Saal der Sorbonne den erfolgreichen Gewinnern durch Sylvie Rousset überreicht.

link zum Poster

18.07.2012 ICN+T 2012 Poster Contributions

ICNT_2012_Poster_STM_LE.pdf

ICNT_2012_Poster_Potentiometry.pdf

09.11.2011 Sparkassenpreis für David Krix

Für seine herausragenden Leistungen in seiner Promotion zum Thema "Non-adiabatic effects in the oxidation of alkali metals" wurde David Krix mit dem Sparkassenpreis 2011 der Sparkasse Duisburg ausgezeichnet.

24.10.2011 Aufnahme in die Global Young Faculty

Christian Bobisch wurde in den zweiten Jahrgang der Global Young Faculty aufgenommen. Insgesamt 49 junge Wissenschaftler der im Ruhrgebiet angesiedelten Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen bekommen damit die Möglichkeit,  in interdisziplinären Gruppen mit freier Wahl der Themengebiete und Formate in den nächsten 16 Monaten zu arbeiten. Dafür stellt ihnen die die Stiftung Mercator bis zum März 2013 insgesamt 650.000 Euro zur Verfügung.

02.08.2011 Summer School des SFB 616

Bei der diesjährigen Summerschool des SfB 616 in Waldbreitbach wurde Johannes Schaffert (dritter von Links) mit einem der begehrten Posterpreise ausgezeichnet. Seine Präsentation zu "Visualization of Molecular Switching" hat die Expertenjury um Prof. Dr. Uwe Bovensiepen (links) und Dr. Klaus Sokolowksi-Tinten (rechts) überzeugt und landete unter den besten 5 Posterpräsentationen.

14.07.2011 Extraschicht für die Physik

wirbelstromgebremste Magnetkugel
thixotropen Flüssigkeit
Stoßversuch mit magnetischen Kugeln

Die diesjährige Extraschicht auf dem Gelände der Zeche Zollverein stand unter dem Motto: Arbeit, Kraft, Energie. Zu diesen Themen standen Felix Becker, Alexander Bernhart, Christian Bobisch und Hermann Nienhaus nicht nur Rede und Antwort, sondern präsentierten auch ein abwechslungsreiches Programm von der Vortragspräsentation bis zur experimentellen Demonstration.

So konnte man sich beim Programmpunkt "geheimnisvolle Kräfte" davon überzeugen, dass Leuchtstoffröhren auch in der Hand ohne konvetionelle Stromanschlüsse zum Leuchten gebracht werden können. Das wundersame Aufschäumen eines abgestandenen Bieres in der Vakuumglocke oder die berühmten Magdeburger Halbkugeln erzeugten ebenfalls immer wieder staunende Augen.

Zwischen 19 Uhr abends und 1 Uhr morgens konnte man sich im red dot Museum informieren und verblüffen lassen.

16.02.2011 Vielbeachtete Veröffentlichung aus Post Doc Aufenthalt

Eine Veröffentlichung in Physical Review Letters, die im Rahmen des Post Doc Aufenthalts von Christian Bobisch in der Gruppe von Prof. Wilson Ho an der UC Irvine entstanden ist, erfährt große Beachtung in der wissenschaftlichen Community.

Neben einem Viewpoint Artikel in PRL,  Beiträgen in Optics & Photonics News von der Optical Society of America und den Research Highlights in Nature ist sie auch Basis einer Story bei OPFocus.org.

06.08.2010 Maren Cottin ausgezeichnet

Maren Cottin hat im Mai in unserer Arbeitsgruppe ihr Diplom mit Auszeichnung bestanden. Dank der Förderung durch die Studienstiftung des deutschen Volkes kann sie sich in den nächsten Jahren der Erforschung der Wechselwirkung von organischen Molekülen auf Oberflächen widmen. Mithilfe zweier komplementärer rastertunnelmikroskopischer Methoden sollen Energiedissipationskanäle beim elektrischen Transport durch einzelne Moleküle sichbar gemacht und analysiert werden. Dazu wird die bereits in der Ag erfolgreich eingesetzte Ballistische Elektronen Emissions Mikroskopie um die Detektion der bei inelastischen Tunnelprozessen erzeugten emittierten Photonen erweitert. So sollte es möglich werden, Dissipationskanäle nachzuweisen, bei denen die Energie der tunnelnden Elektronen genutzt wird, um Photonen zu emittieren.

19.07.2010 Still-Leben auf der A40

von Christian A. Bobisch

wirbelstromgebremste Magnetkugel
thixotropen Flüssigkeit
Stoßversuch mit magnetischen Kugeln
Gruppenbild der Experimente
thixotropen Flüssigkeit
Stoßversuche

Neben Schwitzen und Kultur war auf der Stilllebenaktion auf der A40 auch Wissenschaft gefragt. Der Fachbereich Physik und seine Sonderforschungsbereiche SfB 445, 491 und 616 präsentierten kleine, verblüffende Experimente für Laien. Dabei war auch die AG Möller manschaftsstark vertreten und hat Interessierten ein Potpourri an kleinen Experimenten trotz gleißeneder Hitze vorgeführt. Angefangen bei einem einfachen Stoßversuch mit magnetischen Kugeln über eine wirbelstromgebremste Magnetkugel (Bild links) bis hin zu einer thixotropen Flüssigkeit (Bild mitte). Diese ändert bei Scherbelastung ihre Viskosität, so dass z.B. eine Krafteinwirkung dazu führt, dass diese plötzlich fest wird und bei Entlastung wieder in die flüssige Phase übergeht.

29.01.2010 Heiße Ladungsträger beim Wachstum von Metallen

Von Ulrich Hagemann, David Krix und Hermann Nienhaus
 

Das Bedampfen von Oberflächen mit dünnen Metallfilmen durch Kondensation von Metallatomen aus der Gasphase spielt in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle. Dennoch sind die elementaren Prozesse beim Übergang vom Atom zum Metall keineswegs verstanden. Eine offene Frage dreht sich um die Dissipation der frei werdenden Kondensationsenergie, die mit einigen eV pro Atom recht groß ist. Bleibt das elektronische System des Metalls bei der Metallabscheidung kalt, d.h. im Grundzustand oder wird es hyperthermisch angeregt? Diese Frage konnte kürzlich durch die Untersuchungen im Teilprojekt A1 des SFB 616beantwortet werden.

Eine hyperthermische Anregung führt zu heißen Elektronen und Löchern im Metall, die mit bestimmten Detektoren nachgewiesen werden können. In dem Experiment wurde das Wachstum vom Mg-Filmen studiert und Mg-Si-Dioden als Detektoren verwendet. Werden diese Dioden vor einen thermischen Magnesium-Verdampfer gebracht, wird ein elektrischer Strom in dem Detektor generiert, sobald die Verdampfertemperatur über 500 K steigt. Dieser Strom ist zwar sehr klein, aber deutlich nachweisbar und hängt von der Verdampfertemperatur ab. Die Schwierigkeit in den Experimenten bestand darin, den Chemostrom, der durch die Kondensation der Mg-Atome erzeugt wird, von den Photoströmen infolge der Wärmestrahlung aus dem Verdampfer zu trennen. Die verschiedenen Stromanteile besitzen eine unterschiedliche Abhängigkeit von der Verdampfertemperatur und dies kann jetzt benutzt werden, um die Existenz eines Chemostroms nachzuweisen. Exemplarisch ist das an der Strom-Temperatur-Kurve in Abbildung 1 gezeigt. Bei hohen Temperaturen werden viele Mg-Atome verdampft und es überwiegt der Chemostrom, während bei niedrigen Temperaturen der Verdampfer nur eine Wärmequelle ist. In der Studie sind eine Vielzahl solcher Kurven bei variabler Schichtdicke analysiert worden, was weitere Rückschlüsse auf die Herkunft des detektierten Stroms zuläßt.

Originalpublikation:
U. Hagemann, D. Krix, H. Nienhaus, Physical Review Letters 104, 028301 (2010).

20.10.09 Ehrung für Hatice Karacuban

Auf Initiative der Prorektorin für Diversity Management Professorin Dr. Ute Klammer (links) der Uni Duisburg-Essen in Kooperation mit dem türkischen Generalkonsulat in Essen wurden elf AbsolventInnen mit türkischem Migrationshintergrund für ihre Leistungen ausgezeichnet.

Unter Ihnen Hatice Karacuban (rechts), zur Zeit noch Promotionsstudentin in unserer Arbeitsgruppe. Mit dieser Auszeichung wurde Hatice Karacuban für Ihre hervorragenden Leistungen in Ihrer Examensarbeit und während ihrer aktuell laufenden Promotion ausgezeichnet. In der Laudatio von Doktorvater Prof. Dr. Rolf Möller (mitte) wurde sowohl ihr Engagement bei der Betreuung von Diplomstudenten und als auch in der Lehre besonders hervorgehoben.

30.04.2009 Ohms Gesetz auf der Nanoskala

Von Alexander M. Bernhart, Mark R. KaspersChristian A. Bobisch und Rolf Möller

Untersucht wurde die Struktur einer Silber/Silizium-Probe: Dort gibt es einzelne Bereiche der Oberflächen, die durch Stufen mit einer Höhe von ein oder zwei Lagen von Atomen getrennt sind. Nur die oberste Lage von Atomen leitet den elektrischen Strom, der durch eine Spannung hervorgerufen wird, die an zwei Kontakte angelegt wird. Muss der Strom eine ‚atomare‘ Stufe hoch, stellt dies einen Widerstand dar, und die elektrische Spannung ändert abrupt ihren Wert. Mit diesen Messungen ist es jetzt möglich, den genauen Verlauf aufzunehmen. Es zeige sich, dass man das Ohmsche Gesetz in seiner üblichen Form wieder findet – wenn man den Mittelwert über ausreichend viele Einzelprozesse bildet

Das Bild zeigt die Oberflächenstruktur einer Silber/Silizium-Probe. Die einzelnen Terrassen sind durch Stufen mit einer Höhe von ein oder zwei Atomlagen voneinander getrennt. Nur die oberste Lage von Atomen leitet den elektrischen Strom, der durch eine Spannung hervorgerufen wird, die an zwei Kontakte angelegt wird. In dem Rasterelektronenbild in der linken oberen Ecke sieht man zwei Spitzen, die den elektrischen Kontakt zu zwei Silberinseln herstellen, und die Spitze des STM's, mit der die Messung auf einer 1.2x1.2µm² großen Fläche zwischen den Kontakten durchgeführt wird. Das untere Bild zeigt die simultan gemessene elektrische Spannung, blau entspricht 0 mV, rot +6  mV.

Electronic Transport on the Nanoscale: Ballistic Transmission and Ohm’s Law,
J. Homoth, M. Wenderoth, T. Druga, L. Winking, R.G. Ulbrich, C.A. Bobisch, B. Weyers, A. Bannani, E. Zubkov, A.M. Bernhart, M.R. Kaspers, R. Möller, Nano Letters 9, 1588 (2009).