FOR 912:  Coherence and relaxation properties of electron spins

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 39338622

Der Elektronenspin stellt eine vielversprechende Alternative zur ladungsbasierten Informationsverarbeitung dar, die im neuen Wissenschaftsbereich der Spintronik intensiv untersucht wird. Verschiedene vorgeschlagene Bauelemente wie Spinventile, Spintransistoren und Spin-Qubits verlangen dabei insbesondere lange Spinrelaxations- bzw. Spinkohärenzzeiten.
Die wesentlichen Untersuchungen hierzu sind bisher an III-V-Materialien durchgeführt worden. Es zeigt sich jedoch, dass Alternativmaterialien für verschiedene Anwendungen vorteilhaft wären.
Im Rahmen dieser Forschergruppe werden, basierend auf gut etablierten und noch zu etablierenden Methoden zur Untersuchung der Spindynamik von III-V-Materialien, Alternativmaterialien erforscht und entwickelt. Einerseits stehen kohlenstoffbasierte Materialien im Fokus, deren Spindynamik aufgrund der geringen nuklearen Masse und dem weitgehend abwesenden nuklearen Spin wahrscheinlich nicht durch Spin-Bahn- und Hyperfeinwechselwirkung begrenzt wird. Andererseits soll untersucht werden, inwieweit die topologisch geschützten reinen Spinfreiheitsgrade korrelierter Materialien wie Spinketten und Spinleitern einer dynamischen Messung und Manipulation zugänglich sind.
Die fünf experimentellen und vier theoretischen Projekte der Forschergruppe arbeiten dabei eng verzahnt zusammen, insbesondere um verschiedene "cutting-edge"-Methoden materialübergreifend zu etablieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Coherent few-electron spin-states in graphene nanoribbons from ab initio (Antragsteller Blügel, Stefan )
• Coherent spin transport in III-V semiconductors (Antragsteller Beschoten, Bernd ;  Schäpers, Thomas )
• Koordinatorantrag (Antragsteller Morgenstern, Markus )
• Magnetic resonance in semiconductors (Antragsteller Kataev, Vladislav )
• Spin and heat transport in one-dimensional quantum magnets (Antragsteller Hemker-Heß, Christian ;  Klauss, Hans-Henning )
• Spin and spin current dynamics in low-dimensional quantum magnets, manipulation of spin and current-carrying states in quantum dots (Antragsteller Brenig, Wolfram ;  Heidrich-Meisner, Fabian )
• Spin coherence, spin qubits, and spin transport in carbon nanostructures (Antragsteller Burkard, Guido ;  Honerkamp, Carsten )
• Spin properties of Graphene (Antragsteller Morgenstern, Markus )
• Spin states in carbon nanotube and graphene double quantum dots with charge detection (Antragstellerinnen / Antragsteller Meyer, Carola ;  Stampfer, Christoph )
• Spin-transport and spin-coherence in quantum wires and quantum dots, carbon nanotubes and graphene, spin-orbit interaction (Antragstellerin Andergassen, Sabine )

• Sprecher: Professor Dr. Markus Morgenstern
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Gernot Güntherodt