Ab-initio Modellierung supramolekularer Spin-Ventile: vom Operationsprinzip zur effektiven Kontrolle
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die molekulare Spintronik nutzt den Freiheitsgrad des Spins, um Technologien zu entwickeln, mit denen elektrische Ströme in nanoskaligen Bauelementen gesteuert werden können. Um den Spin-Freiheitsgrad solcher Systeme voll ausnutzen zu können, sind ein gutes Verständnis der grundlegenden physikalischen Zusammenhänge der Funktionsweise spintronischer Bauelemente sowie schnelle, effiziente und zuverlässige Simulationswerkzeuge erforderlich. In diesem DFG-Projekt wurden ab-initio-Simulationen eines Kohlenstoff-Nanoröhrchens (CNT) durchgeführt, das mit zwei Terbium-Phthalocyanin-Einzelmolekülmagneten (SMMs) dekoriert wurde und dessen Eigenschaften vom relativen Spin des Magneten abhängen. Die Ergebnisse zeigen, wie der relative Spin von zwei SMMs die Leitfähigkeit durch ein CNT beeinflusst. Dieser Ansatz kann auf viele weitere periodische Systeme und verschiedene Arten von SMMs ausgedehnt werden und eröffnet damit ein Feld für ab-initio-Studien von nano-elektronischen spintronischen Bauelementen, bei denen die genaue Kontrolle der Ladungs- und Spindichten zur Steuerung des durch einen Feldeffekttransistor fließenden Stroms führt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Computing Charging and Polarization Energies of Small Organic Molecules Embedded into Amorphous Materials with Quantum Accuracy. Journal of Chemical Theory and Computation, 17(6), 3727-3738.
Armleder, Jonas; Strunk, Timo; Symalla, Franz; Friederich, Pascal; Enrique, Olivares Peña Jorge; Neumann, Tobias; Wenzel, Wolfgang & Fediai, Artem
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Room-temperature spin nutations in a magnetically condensed phase of [Y(pc)2]˙. Chemical Communications, 57(87), 11505-11508.
Boudalis, Athanassios K.; Olivares-Peña, Jorge-Enrique; Moreno-Pineda, Eufemio; Fediai, Artem; Wenzel, Wolfgang; Turek, Philippe & Ruben, Mario
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Accurate GW frontier orbital energies of 134 kilo molecules. Scientific Data, 10(1).
Fediai, Artem; Reiser, Patrick; Peña, Jorge Enrique Olivares; Friederich, Pascal & Wenzel, Wolfgang
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Controlling doping efficiency in organic semiconductors by tuning short-range overscreening. Nature Communications, 14(1).
Armleder, Jonas; Neumann, Tobias; Symalla, Franz; Strunk, Timo; Olivares, Peña Jorge Enrique; Wenzel, Wolfgang & Fediai, Artem
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Interpretable delta-learning of GW quasiparticle energies from GGA-DFT. Machine Learning: Science and Technology, 4(3), 035045.
Fediai, Artem; Reiser, Patrick; Peña, Jorge Enrique Olivares; Wenzel, Wolfgang & Friederich, Pascal
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Molecular-Engineered Biradicals Based on the YIII-Phthalocyanine Platform. Journal of the American Chemical Society, 145(4), 2461-2472.
Suryadevara, Nithin; Boudalis, Athanassios K.; Olivares, Peña Jorge Enrique; Moreno-Pineda, Eufemio; Fediai, Artem; Wenzel, Wolfgang; Turek, Philippe & Ruben, Mario
