Einfluss des atomaren Gitters und von Defektstrukturen auf den Ladungstransport in anisotropen Oberflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Bode
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450162671

In unserem Projekt werden wir die von uns entwickelte molecular nanoprobe (MONA) Methode nutzen, um den Einfluss des atomaren Gitters einkristalliner Oberflächen sowie einzelner metallischer und nicht-metallischer Adsorbate auf den Ladungstransport zu untersuchen. Bei der MONA-Methode werden Ladungsträger von einer STM-Spitze in die Oberfläche injiziert und dann mittels eines reversiblen, Elektronen-induzierten Schaltprozesses durch ein einzelnes Detektor-Moleküls detektiert. Durch die häufige Wiederholung dieses Prozesses und eine statistische Auswertung der Daten lässt sich ein bislang unerreichtes Verständnis lokaler Transportei-genschaften erzielen. So konnten wir in Vorexperimenten quantenmechanische Interferenzeffekte im Transport „heißer“ Elektronen in einem für die Ag(111)-Oberfläche charakteristischen (sehr isotropen) Oberflächenzustand auf einer lateralen Skala von knapp 10 nm nachweisen. Im Rahmen dieses Projektes sollen nun stark anisotrope Oberflächen im Fokus des Interesses stehen. Aufgrund der in anisotropen Oberflächen mitunter ebenfalls stark anisotropen elektroni-schen Äquipotentialflächen erwarten wir, dass es gegebenenfalls zu einer deutlichen Richtungs-abhängigkeit des Ladungstransportes kommt. Wir gehen davon aus, dass wir erstmalig in der Lage sein werden, die Effekte der Fokussierung von Ladungsträgern aufgrund der periodischen Potentiallandschaft bzw. durch Nesting der Äquipotentialflächen im Realraum auf der Skala der Wellenlänge der beteiligten elektronischen Zustände direkt zu beobachten. In der Tat zeigt eine von uns an Pd(110) durchgeführte Machbarkeitsstudie eine ausgeprägte richtungsabhängige Variation des Ladungstransportes.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen