Korrelierter elektronischer Transport durch nanoskopische Systeme

• Antragsteller: Professor Dr. Horst Köppel
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 18574959

Die Untersuchung nanoskaliger elektronischer Bauelemente eröffnet interessante Perspektiven in der Miniaturisierung elektronischer Schaltkreise mit möglicherweise wichtigen industriellen Anwendungen. In mehreren Experimenten konnte der elektronische Transport durch einzelne Moleküle, Nanoröhren oder auch DNS Stränge untersucht werden. Dabei wurden zürn Teil spektakuläre Effekte, wie Coulomb-Blockade, Luttinger-Flüssigkeitsverhalten und Kondo-Effekt beobachtet. Auch der vollständige Zusammenbruch des Stroms bei endlicher Spannung wurde gemessen. Der Großteil theoretischer Arbeiten zum Verständnis des Transports durch Einzelmoleküle konzentriert sich noch immer auf den Grenzfall des kohärenten Elektronentransports, zum Teil weil eine universelle Theorie des Transports durch mesoskopische, stark wechselwirkende Systeme noch nicht etabliert ist.Ziel dieses Antrags ist die Überprüfung und Fortentwicklung einer quantitativen Transporttheorie durch mesoskopische Systeme stark wechselwirkender Ladungsträger, in der das Nichtgleichgewichtsproblem annähernd auf ein Vielteilchen- Gleichgewichtsproblem mit stromführenden Randbedingungen abgebildet wird. Dieser Ansatz ergänzt etablierte Transporttheorien für den ballistischen Transport sowie Vielteilchentransporttheorien durch schwach gekoppelte Systeme. Er ermöglicht die Behandlung eines bislang theoretisch unzugänglichen, gleichwohl experimentell interessanten Parameterbereiches, in dem die Hybridisierung des mesoskopischen Bauelements und dessen elektronische Wechselwirkungseffekte gleichzeitig wichtig sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen