Zusammenwirken zwischen Elektronentransport und Magnetismus-Phänomenen auf der Ebene einzelner Moleküle

• Antragsteller: Dr. Alexei Bagrets
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202797530

Unter molekularer Spintronik versteht man die Herausforderung, sowohl die Ladung des Elektrons als auch dessen Spin für die Übertragung und Verarbeitung von Informationen in Molekül-basierten Geräten auszunutzen. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, werden im Rahmen dieses theoretischen Projektes Dichtefunktionaltheorie-basierte numerische Methoden weiterentwickelt und verwendet, um das Zusammenwirken zwischen Elektronentransport und Magnetismus-Phänomenen in experimentell relevanten magnetischen Molekülen zu untersuchen. Der Schwerpunkt liegt auf neuartigen Konzepten, die im Bereich der molekularen Spintronik auftreten: (i) Die Idee Molekül-basierter Spinventile wird analysiert. Dazu wird der Magnetowiderstandseffekt in organischen Molekülen, die Übergangsmetallionen enthalten und zwischen magnetischen Elektroden eingepfercht sind, erforscht. Die Untersuchungen werden mit Betonung auf Elektronenkorrelationseffekte und langreichweitige van-der-Waals-Wechselwirkungen erfolgen. (ii) Die Dynamik der Spins und der Mechanismus des durch spinpolarisierte Ströme induzierten Umschaltens der Magnetisierung in einzelnen molekularen Nanomagneten wird untersucht. (iii) Für ringförmige Kohlenwasserstoff-Moleküle wird nachgeprüft, ob elektrische Kreisströme und induzierte magnetische Momente als Antwort auf die angelegte elektrische Spannung auftreten können. Die oben genannten Grundlagenstudien sind wichtig, um die wissenschaftliche Erforschung zukünftiger Molekül-basierter Geräte in die richtigen Bahnen zu lenken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen