Spindynamik in mesoskopischen Systemen
Mesoskopische Physik, ein Gebiet, auf dem im letzten Jahrzehnt intensiv geforscht wurde, beschäftigt sich mit Objekten, deren Größenordnung zwischen mikroskopisch und makroskopisch liegt. Verschiedene mesoskopische Objekte können als Bestandteile elektronischer und optoelektronischer Bauelemente der neuen Generation, etwa als Ein-Elektron-Transistoren oder Spin-Transistoren dienen. Eines der interessantesten Forschungsgebiete der mesoskopischen Physik ist zweifellos die Spindynamik. Untersuchungen auf diesem Gebiet werden durch die Möglichkeit der Schaffung von Nanobauelementen angeregt, bei denen der Spin einzelner Teilchen auf präzise Weise manipuliert und gesteuert werden kann. Ein wichtiges Thema in Bezug auf den mesoskopischen Transport ist mit Vielteilchenkorrelationen verknüpft, die eine große Anzahl von faszinierenden Phänomenen aufweisen. Daher ist das Wechselspiel von Spindynamik und Vielteilchenwechselwirkungen von speziellem Interesse. Innerhalb des von der EU finanzierten Projekts "Spin related phenomena in mesoscopic transport" (SPINMET) konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die Analyse Spin-bezogener Phänomene von Vielteilchensystemen in verschiedenen Typen mesoskopischer Strukturen. Forschungsschwerpunkte waren Spin-Interferenzerscheinungen in nicht einzeln verbundenen mesoskopischen Objekten, die 0,7-Anomalie und damit verbundene Phänomene des eindimensionalen ballistischen Transports und neue Zustände von eindimensionalen Quanten-Spinor-Flüssigkeiten. Überdies untersuchten die Wissenschaftler Spinströme und Spinakkumulation in echten mesoskopischen Strukturen. Letztendlich bestand das Ziel von SPINMET darin, die Mechanismen aufzudecken, welche die mesoskopische Spindynamik und ihre Wechselwirkungen mit Vielteilchenkorrelationen lenken, und Empfehlungen für die Hightechbranche zu formulieren. Innovative Produkte sind ein Silizium-Spintransistor ohne ferromagnetische Kontakte, Widerstandsstandards auf der Basis des Quanten-Spin-Hall-Effekts und kompakte Quellen für die Terahertzbestrahlung.
Schlüsselbegriffe
Spindynamik, Vielteilchensystem, Spinphänomene, Spin-Transistoren, mesoskopischer Transport
