Elektronen kunnen op dezelfde manier interfereren als water, akoestische of lichtgolven doen. Wanneer geëxploiteerd in vaste stof materialen, dergelijke effecten beloven nieuwe functionaliteit voor elektronische apparaten, waarin elementen zoals interferometers, lenzen of collimatoren zouden kunnen worden geïntegreerd voor het regelen van elektronen op de schaal van micro- en nanometers. Echter, tot nu toe zijn dergelijke effecten voornamelijk aangetoond in eendimensionale apparaten, bijvoorbeeld in nanobuisjes, of onder specifieke omstandigheden in tweedimensionale grafeenapparaten. Inschrijven Fysieke beoordeling X , een samenwerking met de afdeling Natuurkunde van Klaus Ensslin, Thomas Ihn en Werner Wegscheider in het Laboratorium voor Vaste-stoffysica en Oded Zilberberg aan het Instituut voor Theoretische Fysica, introduceert nu een nieuw algemeen scenario voor het realiseren van elektronenoptica in twee dimensies.

Het belangrijkste functionele principe van optische interferometers is de interferentie van monochromatische golven die zich in dezelfde richting voortplanten. In dergelijke interferometers, de interferentie kan worden waargenomen als een periodieke oscillatie van de uitgezonden intensiteit bij het variëren van de golflengte van het licht. Echter, de periode van het interferentiepatroon is sterk afhankelijk van de invalshoek van het licht, en, als resultaat, het interferentiepatroon wordt gemiddeld als licht in alle mogelijke invalshoeken tegelijk door de interferometer wordt gestuurd. Dezelfde argumenten zijn van toepassing op de interferentie van materiegolven zoals beschreven door de kwantummechanica, en in het bijzonder aan interferometers waarin elektronen interfereren.

Als onderdeel van hun Ph.D. projecten, experimentator Matija Karalic en theoreticus Antonio Štrkalj hebben het fenomeen van elektronische interferentie onderzocht in een solid-state systeem bestaande uit twee gekoppelde halfgeleiderlagen, InAs en GaSb. Ze ontdekten dat de bandinversie en hybridisatie in dit systeem een ​​nieuw transportmechanisme bieden dat niet-verdwijnende interferentie garandeert, zelfs wanneer alle invalshoeken voorkomen. Door een combinatie van transportmetingen en theoretische modellering, ze ontdekten dat hun apparaten werken als een Fabry-Pérot-interferometer waarin elektronen en gaten hybride toestanden vormen en interfereren.

De betekenis van deze resultaten gaat veel verder dan de specifieke InAs/GaSb-realisatie die in dit werk wordt onderzocht, omdat het gerapporteerde mechanisme alleen de twee ingrediënten van bandinversie en hybridisatie vereist. Daarom liggen er nu nieuwe wegen open voor het construeren van elektron-optische verschijnselen in een grote verscheidenheid aan materialen.