Quantentransport in Kohlenstoff Nanoröhren unter thermodynamischen Extremalbedingungen

• Applicant: Professor Dr. Vojislav Krstic
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2002 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5401714

Zielsetzung des Projekts ist es, elektrischen Transport in eindimensionalen Elektronensystemen unter extremen thermodynamischen Bedingungen, Magnetfelder bis zu 60 T und Temperaturen bis zu 50 mK, am Modellsystem der sogenannten Kohlenstoff Nanoröhre (KNR) (engl. carbon nanotube) zu untersuchen. Diese Extremalbedingungen sind unentbehrlich zum Studium von Quanteneffekten in diesen molekularen Nano-Objekten. Ein Schwerpunkt ist die Untersuchung von oszillatorischen Quantenphänomenen, wie des Aharanov-Bohm Effekts, welcher durch die Interferenz zweier Wellenfunktionen bestimmt wird. Für eine KNR mit 1,2 nm Durchmesser, z.B., würde ein Magentfeld (entlang der KNR-Längsachse) etwa der Stärke 60 T benötigt, um eine volle Phasenkohärenz-Oszillation zu ermöglichen. In senkrecht zur KNR-Längsachse ausgerichteten Magnetfeldern, ist aufgrund ihrer zylindrischen Form eine 'elektronische' Aufteilung der KNR zu erwarten: die Normalkomponente des Magnetfeldes ändert entlang der KNR-Oberfläche ihre Richtung, so dass eine entgegengesetzt orientierte Landau-Quantisierung der Elektronenorbitale auf beiden Seiten der KNR auftritt. Insofern sind neuartige Interfenenzphänomene zu erwarten, prinzipiell beobachtbar in Magnetowiderstandsmessungen. Ein besonderer Fokus wird auf metallische KNR gelegt, da diese bei tiefen Temperaturen in einen korrelierten Elektronenzustand (sog. Luttinger-Flüssigkeit) übergehen. LuttingerFlüssigkeiten in (hohen) Magentfeldern sind derzeitig weder theoretisch noch experimentell untersucht.

• DFG Programme: Research Fellowships