In dieser Arbeit wird der thermische und elektronische Transport durch neuartige Halbleiterpunktkontakte untersucht. Die Kontakte werden mittels epitaktischer GaAs Säulen realisiert, die zwei epitaktisch gewachsene GaAs Schichten verbinden. Für die Herstellung wird eine konventionelle Schichtabscheidung mittels Molekularstrahlepitaxie mit einem lokalen Tröpfchen Ätzprozess kombiniert. Dazu wird eine Barrierenschicht aus AlAs oder AlGaAs auf einem GaAs Substrat deponiert. Anschließend werden Nanolöcher durch diese Schicht geätzt, welche mit GaAs gefüllt und überwachsen werden. Die gefüllten Löcher sind die hier untersuchten Säulen. Wegen des epitaktischen Wachstums sind die Säulen perfekt an die benachbarten Schichten angeschlossen. Sie haben Durchmesser von etwa 100 nm, sowie Längen von wenigen Nanometern, die durch die Dicke der Barrierenschichten exakt eingestellt werden. Aufgrund ihrer Kürze und Reinheit können die Säulen als Punktkontakte zwischen dreidimensionalen Reservoirs aufgefasst werden. Im ersten Teil der Arbeit wird der thermische Transport durch die Säulen untersucht. Dazu werden Strukturen mit AlAs Barrierenschichten verwendet und das AlAs durch selektives Ätzen entfernt. Durch die gute Isolation der entstehenden Luftspalte können große Temperaturgradienten entlang der Säulen erzeugt werden. Die Temperaturabhängigkeit der thermischen Leitfähigkeit wird im Temperaturbereich von 20 K bis 300 K untersucht. Die Daten werden mit einem Model erklärt, dass die Säulen als ballistische Punktkontakte zwischen dreidimensionalen Phononenreservoirs auffasst. Da im gesamten untersuchten Temperaturbereich eine gute Übereinstimmung zwischen Model und Experiment gefunden wird, ist davon auszugehen, dass hier der Phononentransport als ballistisch anzusehen ist. Desweiteren wurden Einflüsse durch Variation der Probengeometrie, der Wachstums- und der äußeren Bedingungen untersucht.
Im zweiten Teil der Arbeit wird der elektronische Transport durch in AlGaAs eingebettete Säulen, mit unterschiedlichen Längen und Dotierungen, untersucht. Die Ergebnisse werden mit Referenzstrukturen ohne Säulen verglichen. Der Verlauf der Strom-Spannungs-Charakteristiken wird mit einem Tunneltransport durch die Säulen erklärt. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Barrierenhöhe durch den quantenmechanischen Einschluss in den Säulen gegeben ist. Asymmetrien in den Strom-Spannungs-Charakteristiken lassen sich mit der konischen Form der Säulen erklären. Der differenzielle Leitwert von dotierten Säulen zeigt oszillierende Anstiege. In einer ersten Deutung werden sie mit Zuständen in den Dotieratomen erklärt. Weitere Anzeichen für elektronische Zustände in den Säulen werden in Magnetowiderstandsuntersuchungen gefunden.
The thermal and electronic transport through a novel type of semiconductor point contacts is studied. The contacts are realized as epitaxial GaAs pillars that connect two epitaxial GaAs layers. They are fabricated with molecular beam epitaxy using a combination of conventional layer deposition and material removal by in situ local droplet etching. In detail, nanoholes are etched through epitaxially grown AlAs or AlGaAs barriers on GaAs substrates. The holes are afterwards filled and overgrown with GaAs. The filled holes represent the investigated GaAs pillars. Because of the epitaxial growth, the pillars connect the two GaAs layers with perfect, defect free interfaces. They have diameters of about 100 nm, as well as lengths of only a few nanometers that are precisely adjustable by the thickness of the barrier layer. Because of the short length and absence of defects, the pillars are considered as point contacts between 3D reservoirs. In the first part of this thesis, the thermal transport through the pillars is studied. Here heterostructures with AlAs barrier layers are used, which are removed ex situ by selective chemical wet etching. Because of the good thermal isolation by the arising air-gaps, large temperature gradients are realizable along the pillars. The temperature dependence of the thermal conductance is measured in a temperature range from 20-300 K using the so-called 3-omega method. A simple model is applied to explain the data. It considers the pillars as ballistic point-contacts between three-dimensional phonon reservoirs. Good agreements between model and experimental data are found. The transport through the pillars is thus assumed to be ballistic nearly up to room temperature. Moreover, the influences of sample geometry, growth conditions, and ambient conditions on the thermal transport were investigated.
The second part of this thesis focuses on the electronic transport through pillars, which are embedded in an AlGaAs barrier and have various lengths and doping concentrations. The results are compared to reference samples containing tunnel barriers without pillars. The current-voltage characteristics of the pillars are tentatively explained with a tunneling transport. Thereby, we assume that the barrier height is determined by the confinement in the pillars. Distinctive asymmetries in the current-voltage characteristic are associated with the conical shape of the pillars. The differential conductivity of doped pillars shows oscillating features that are tentatively explained with zero-dimensional states of the donator atoms. In addition, magneto transport experiments also indicate current carrying states in the pillars. If the magnetic field is tilted with respect to the pillars, an unexpected azimuthal asymmetry arises that await for detailed explanation.