SFB 689:
Spinphänomene in reduzierten Dimensionen
Fachliche Zuordnung
Physik
Förderung
Förderung von 2006 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 14086190
Der Schwerpunkt des Sonderforschungsbereichs liegt auf dem Gebiet der Spintronik, wo versucht wird, neben der Elementarladung der Ladungsträger auch deren magnetisches Moment, den Spin, als Informationsträger zu kontrollieren und zu nutzen. Um dies zu erreichen, ist eine effiziente Spininjektion, Spintransport und die Kontrolle, Manipulation und Detektion von Spinpolarisation oder von spinpolarisierten Strömen notwendig. Die zentrale, alle Projekte und Projektbereiche verbindende Fragestellung betrifft die Charakterisierung, Kontrolle und Manipulation des Spinfreiheitsgrades in Elektronensystemen mit reduzierter Dimension. Unter Systemen reduzierter Dimension verstehen wir hier Halbleiter-Heterostrukturen, die niederdimensionale Ladungsträgersysteme enthalten, Tunnelsysteme, dünne Schichten ferromagnetischer Halbleiter (zum Teil nanostrukturiert oder eingebettet in Halbleiter-Heterostrukturen), mesoskopische Systeme, Punktkontakte und molekulare Systeme (Kohlenstoff-Nanoröhren, Einzelmoleküle).
Der Sonderforschungsbereich gliedert sich in die drei Teilbereiche A, B und C. Der Projektbereich A umfasst experimentelle und theoretische Untersuchungen zu Spinphänomenen im Ladungstransport durch Nanoröhren, Drähte und Moleküle. Im Projektbereich B stehen das ferromagnetische Halbleitermaterial GaMnAs und Heterostrukturen aus diesem Material im Mittelpunkt des Interesses. Projekte in diesem Bereich beschäftigen sich zum einen mit der Herstellung und der Charakterisierung der grundlegenden morphologischen, elektrischen und magnetischen Materialeigenschaften von GaMnAs, zum anderen mit der Anwendung solcher Schichten, um Spininjektion, Spinpolarisation, spinabhängiges Tunneln oder strominduziertes Schalten zu untersuchen. Im Projektbereich C sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zu spinabhängigen Phänomenen in Halbleiter-Hetero- und Nanostrukturen, Ferromagnet-Supraleiter- und Ferromagnet-Halbleiter-Hybridstrukturen zusammengefasst.
Das langfristige Forschungsziel des Sonderforschungsbereichs ist die Realisierung einer effizienten Injektion, Manipulation und Detektion von Spins in dimensionsreduzierten Systemen sowie die Bereitstellung der Schlüsselelemente einer zukünftigen Raumtemperatur-Spintronik.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
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A01 - Spin-abhängiger Transport in Kohlenstoff-Nanoröhren mit Wechselwirkung
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Grifoni, Milena
;
Hüttel, Andreas Klaus
;
Strunk, Christoph
)
-
A02 - Spindiffusionslängen-Bestimmungen in nichtmagnetischen Nanodrähten mit beweglichen Nanokontakten
(Teilprojektleiter
Back, Christian
;
Vancea, Johann
)
-
A03 - Theoretical Investigation of Spin Dependent Transport through Carbon Nanotubes
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Cuniberti, Gianaurelio
;
Grifoni, Milena
)
-
A04 - Spin-abhängiger Transport durch einzelne Moleküle
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Donarini, Andrea
;
Grifoni, Milena
;
Repp, Jascha
;
Richter, Klaus
)
-
A06 - Spinabhängiger Transport durch einzelne Moleküle: Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie
(Teilprojektleiter
Repp, Jascha
)
-
A07 - Magnetismus in Graphen: Spintransport und atomare Charakterisierung
(Teilprojektleiter
Eroms, Jonathan
;
Giessibl, Franz J.
;
Repp, Jascha
;
Strunk, Christoph
)
-
A08 - Spin-Effekte in Graphen
(Teilprojektleiter
Fabian, Jaroslav
;
Richter, Klaus
)
-
A09 - Experimentelle und theoretische Untersuchungen von Spin-Nanostrukturen ausgehend von einzelnen Atomen
(Teilprojektleiter
Ebert, Hubert
;
Giessibl, Franz J.
)
-
A10 - Spinabhängiger Transport und Rekombination in organischen Halbleitern
(Teilprojektleiter
Lupton, John
)
-
B01 - Molekularstrahlepitaxie magnetischer Mangan-haltiger Halbleiter
(Teilprojektleiter
Bougeard, Dominique
;
Schuh, Dieter
;
Wegscheider, Werner
)
-
B02 - Manipulation der statischen und dynamischen Eigenschaften von (Ga,Mn)As
(Teilprojektleiter
Back, Christian
;
Woltersdorf, Georg
)
-
B03 - Vielteilchenbeschreibung ferromagnetischer Halbleiter: Korrelationseffekte in elektrischen und magnetischen Eigenschaften
(Teilprojektleiter
Ebert, Hubert
;
Schliemann, John
)
-
B04 - Spindynamik und Spindiffusion in Halbleiter-Heterostrukturen
(Teilprojektleiter
Korn, Tobias
;
Schüller, Christian
)
-
B05 - Magnetische Halbleiter-Nanostrukturen: Nichtgleichgewichts-Spindetektion und Transport
(Teilprojektleiter
Weiss, Dieter
)
-
B06 - Spininjektion aus verdünnten magnetischen Halbleitern in Halbleiter-Heterostrukturen
(Teilprojektleiter
Back, Christian
;
Bayreuther, Günther
;
Ciorga, Mariusz
;
Weiss, Dieter
)
-
B08 - Elektronenmikroskopische strukturelle und mikromagnetische Charakterisierung von magnetischen Halbleitern
(Teilprojektleiter
Zweck, Josef
)
-
B09 - Modellierung und Simulation von Strukturen in magnetischen Halbleiterbauelementen
(Teilprojektleiter
Fabian, Jaroslav
;
Kramer, Tobias
)
-
B11 - MBE Wachstum von ferromagnetischen Nanodrähten
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Bougeard, Dominique
;
Reiger, Elisabeth
;
Schuh, Dieter
;
Zweck, Josef
)
-
B12 - Theoretische Untersuchung ungeordneter ferromagnetischer Halbleiter
(Teilprojektleiter
Schliemann, John
;
Wenk, Paul Thomas
)
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C01 - Spin Ratschen Effekte und resonante Spinströme in Halbleiter-Heterostrukturen und Hybridsystemen
(Teilprojektleiter
Ganichev, Sergey
)
-
C02 - Rein elektrische Spininjektion durch Spin-Bahn-Wechselwirkung in gyrotropen Nanostrukturen
(Teilprojektleiter
Ganichev, Sergey
;
Molenkamp, Laurens W.
;
Wegscheider, Werner
)
-
C03 - Verdünnte Ferromagnete und Andreev-Reflektion in Supraleiter/Ferromagnet-Heterostrukturen
(Teilprojektleiter
Bayreuther, Günther
;
Ebert, Hubert
;
Strunk, Christoph
)
-
C04 - Spinabhängiger Transport heißer Elektronen
(Teilprojektleiter
Back, Christian
;
Bayreuther, Günther
;
Vancea, Johann
)
-
C05 - Transporteigenschaften von GaMnAs-Nanostrukturen und Fe/GaAs-Übergängen
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Fabian, Jaroslav
;
Grifoni, Milena
)
-
C06 - Transport, Dynamik und Wechselwirkungseffekte in Systemen mit Spin-Bahn-Kopplung
(Teilprojektleiter
Richter, Klaus
;
Schliemann, John
)
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C07 - Electronic and Transport Properties of Two-Dimensional Magnetic and Spin-Polarized Heterostructures
(Teilprojektleiter
Fabian, Jaroslav
;
Schliemann, John
)
-
C08 - Spin-Hall-Effekt in metallischen Heterostrukturen
(Teilprojektleiter
Back, Christian
;
Ebert, Hubert
;
Woltersdorf, Georg
)
-
C09 - Spininjektion in Silizium
(Teilprojektleiter
Bougeard, Dominique
;
Ciorga, Mariusz
;
Zweck, Josef
)
-
C11 - Ultraschnelle elektrische Injektion spinpolarisierter Tunnelströme in Halbleiter
(Teilprojektleiter
Back, Christian
;
Bougeard, Dominique
;
Huber, Rupert
)
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Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs
(Teilprojektleiter
Weiss, Dieter
)