Der von den Würzburger Wissenschaftlern hergestellte Transistor beruht daher auf einem vollkommen anderen, den Gesetzen der Quantenmechanik gehorchenden Prinzip. Dazu werden Elektronen durch einen Leiter geschickt, der sich an einer bestimmten Stelle ähnlich dem Buchstaben “Y” in zwei Leiter aufgabelt. Die Forscher stellten zunächst eine derartige Leiteranordnung aus einer nur fünfzig Nanometer (Millionstel Millimeter) dicken Schicht des Halbleiters Galliumarsenid her. Zur Steuerung des Elektronenflusses brachten die Forscher zudem jeweils eine Elektrode zu beiden Seiten der Weggabelung an. Wenn nun Elektronen durch diese Anordnung geschickt wurden, so konnten die Wissenschaftler durch die Veränderung der Elektrodenspannung die Elektronen bevorzugt entweder durch den linken oder den rechten Arm der Weggabelung schicken. Dadurch entstand eine Spannung zwischen den beiden Armen des Y.
Eine derartige Anordnung kann bereits als klassischer Transistor angesehen werden, da durch eine nur kleine Veränderung der Elektrodenspannung – der “Eingangsspannung” – eine größere Spannung zwischen den beiden Y-Armen – die “Ausgangsspannung” – aufgebaut werden kann. Die Forscher hatten somit einen Spannungsverstärker und damit einen Transistor hergestellt.
Die Besonderheit dieser Anordnung besteht nun allerdings darin, dass die Ausgangsspannung bei gegebener Eingangsspannung dank eines Quanteneffekts größer ist, als es die Gesetze der klassischen Physik vorhersagen. Dies liegt daran, dass die beiden Arme des Y eine zusätzliche Quantenkapazität besitzen, ähnlich wie die Kapazität der Platten eines Plattenkondensators, die zur Spannungsverstärkung eingesetzt werden kann. Der Quantentransistor der Würzburger Wissenschaftler konnte so die Eingangsspannung der äußeren Elektronen um das Dreißigfache verstärken.
Forchel ist davon überzeugt, dass sein Transistor auf atomare Dimensionen verkleinert werden kann, da der die Spannungsverstärkung bewirkende Quanteneffekt der Verkleinerung standhalten sollte. Y-Weggabelungen könnten so einst Basiselemente von hochintegrierten, atomaren elektronischen Schaltkreisen und Logikelementen bilden.
