At give den studerende en grundlæggende forståelse af fremtidens elektroniske kvantekomponenter baseret på bl.a. superledning, kvantemekanisk tunnellering og ladningstransport i en- og to-dimensionale nanosystemer.

• Beskrive superlederes elektrodynamiske egenskaber og anvende teorien på superledende transmissionslinier.
• Diskutere de basale egenskaber af Josephson dioder og anvende kredsløbsmodeller herfor.
• Beskrive virkemåden af bl.a. følgende ”small scale” devices baseret på superledning: Josephson spændingsnormal og superledende kvanteinterferometre (SQUIDs).
• Redegøre for opbygningen af 2 dimensionale elektrongasser og bestemmelsen af transverse bølgemønstre i kanaler med og uden magnetfelter.
• Forklare centrale paradigmer i mesoskopisk transport, såsom fasekohærens, transport set som transmission og Landauer-Büttiker formalismen.
• Gengive en simpel model for den heltallige kvante-Hall-effekt og anvende Landauer-Büttiker formalismen herpå.
• Forklare virkemåden af enkeltelektron-transistoren.
• Beskrive simple modeller for magnetoelektroniske komponenter såsom spin-ventiler og magnetiske tunneldioder.
• Forklare og kritisk bedømme grænserne for de introducerede fysiske modeller.

Kurset vil gennemgå en række kvanteelektroniske komponenter og deres virkemåde. Der gives en indføring i "small scale" superledning: Flux kvantisering, Josephson effekt, kvanteinterferens, højfrekvenskomponenter og detektorer, transition edge detektor, spændingsnormal. Desuden diskuteres komponenter baseret på ladningstransport i rumligt begrænsede strukturer: Ballistisk transport, den simple to-dimensionale elektrongas, konduktivitet i snævre kanaler, Landauer-Büttiker modellen, kvante-Hall effekt, lokalisation, og resistansfluktuationer. Der ses på hybride systemer: Normal metal-superleder grænseflader (Andreev reflektion) og grænseflader mellem ferromagneter og halvledere/metaller. Tilsvarende devices, som spin-ventil og magnetisk tunneldiode præsenteres. Endvidere behandles tunnellering af enkelt-elektroner i nanometer junctions: Coulomb blokade, enkelt-elektron transistor, elektronpumpe, strømnormal, Coulomb blokade termometer.

Lærebøger: T. Van Duzer and C. W. Turner: Superconductive Devices and Circuits, 2. ed., Prentice-Hall 1999, ISBN 978-0-132-62742-9. T. Heinzel: Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures, 3. Ed., Wiley-VCH, 2010, ISBN 978-3-527-40932-7.