Die Spin-Eigenschaften von Molekülen können für die Informationsspeicherung verwendet werden.
Die Spintronik ist eine der wichtigsten neuen Technologien, die in den letzten Jahren aufgekommen sind. Sie will den zusätzlichen Freiheitsgrad in kleinen Strukturen nutzen - ihren Spinzustand -, um Informationen zu speichern und zu verarbeiten. Moleküle und Quantenpunkte gehören zu den vielversprechendsten Kandidaten für zukünftige Spintronik-Geräte. Um solche Vorrichtungen zu nutzen, ist es von entscheidender Bedeutung, ihr Verhalten und ihre Eigenschaften vollständig zu verstehen. Die Transporteigenschaften solcher Nanostrukturen hängen stark von der Qualität der Kontakte zu externen Elektroden ab. Wenn die Kopplung an die Leitungen relativ schwach ist, werden Phänomene wie Coulomb-Blockade und Einzelelektronenladung relevant. Ist die Kopplung stark und die Temperatur ausreichend niedrig, können die elektronischen Korrelationen zum Kondo-Effekt führen, der sich als maximale Konduktanz durch das System zeigt. Hauptziel des Projekts SPINKOND (Spin effects in transport through magnetic nanostructures in the Kondo regime) war es, die Transporteigenschaften von Quantenpunkt- und molekularen Strukturen zu erforschen, die an externe Elektroden im Kondo-Regime gekoppelt sind. Die Forschung umfasste Hybrid-Nanostrukturen wie an ferromagnetische und/oder supraleitende Elektroden gekoppelte Quantenpunkte. Thermoelektrische Phänomene beim spin-polarisierten Transport durch Quantenpunkte und Moleküle wurden ebenfalls untersucht. Je nach Grundzustand des Systems und Aufbau eines bestimmten Geräts kann es verschiedene Arten des Kondo-Effekts geben. Im Rahmen von SPINKOND wurden die sogenannte vollständig gescreenten, unter-gescreenten und über-gescreenten Kondo-Phänomene gründlich untersucht. Die Berechnungen wurden in erster Linie mithilfe von numerischen Renormalisationsgruppen durchgeführt, was eine leistungsfähige numerische Methode darstellt, um den Transport durch Quantenverunreinigungssysteme gekoppelt an externe Leitungen zu studieren. Die erhaltenen Ergebnisse wurden in 22 Publikationen veröffentlicht und auf 13 Konferenzen präsentiert. Sie sollen zum allgemeinen Verständnis von Transportphänomenen in verschiedenen Nanostrukturen mit nicht-trivialen Korrelationen beitragen. Die Projektarbeit soll darüber hinaus weitere theoretische und experimentelle Forschungen zu spin-polarisierten Eigenschaften von Quantenpunkten und Molekülen anregen. Die Entwicklungen von SPINKOND werden auch hilfreich sein, um aktuelle und zukünftige Experimente zum Transport durch magnetische Nanostrukturen zu erklären und zu verstehen.
Schlüsselbegriffe
Spintronik, Quantenpunkte, Nanostrukturen, Kondo, SPINKOND
