Shot noise of the electrical current through magnetic atoms and molecules

• Applicant: Professor Dr. Richard Berndt
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2019 to 2023
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 426617177

• Final Report Year: 2023

Final Report Abstract

Untersucht wurde der elektrische Strom, der in einem Rastertunnelmikroskop durch einzelne Atome oder Moleküle fließt. Dieser Strom fluktuiert, da er nicht kontinuierlich ist, sondern von einzelnen Elektronen getragen wird. Aus den Fluktuationen lässt sich ableiten, ob Elektronen mit unterschiedlichem Spin unterschiedlich zum Strom beitragen. Durch die Kombination von Messdaten und quantenmechanischen Berechnungen zeigte sich, dass das Molekül Nickelocen auf einer Kupferoberfläche tatsächlich als Spinfilter funktioniert. Eine ähnliche Untersuchung an einzelnen Eisenatomen und Eisenhydridmolekülen auf Gold ergab eine noch weitaus größere Spinfilterwirkung. In diesem Fall ließ sich das Ergebnis nicht vollständig mit dem verfügbaren theoretischen Modell in Einklang bringen, vermutlich weil die Theorie die quantenmechanische Nullpunktbewegung von Wasserstoffatomen nicht berücksichtigt.

Publications

• Spin dependent transmission of nickelocene-Cu contacts probed with shot noise. Physical Review B, 101(7).
  Mohr, Michael; Gruber, Manuel; Weismann, Alexander; Jacob, David; Abufager, Paula; Lorente, Nicolás & Berndt, Richard
  
• Current shot noise in atomic contacts: Fe and FeH2 between Au electrodes. Physical Review B, 104(11).
  Mohr, Michael; Weismann, Alexander; Li, Dongzhe; Brandbyge, Mads & Berndt, Richard