Electronic transport through weakly coupled single molecules

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Wenzel
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2003 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5403900

Elektronische Bauteile, deren aktives Element nur aus einem einzelnen Molekül besteht, eröffnen interessante Perspektiven in der Minituarisierung elektronischer Schaltkreise mit möglicherweise wichtigen industriellen Anwendungen. In mehreren Experimenten konnte der elektronische Transport durch ein einzelnes, beidseitig kontaktiertes Molekül untersucht werden. Dabei wurden zum Teil spektakuläre Effekte, wie Coulomb-Blockade und Kondo-Effekt, oder auch der vollständige Zusammenbruch des Stroms bei endlicher Spannung beobachtet. Der Großteil theoretischer Arbeiten konzentriert sich gegenwärtig auf den Grenzfall des kohärenten Elektronentransports, aufgrund der starken, kovalenten Bindung des Moleküls an die Elektrode in den bisherigen Experimenten. Ziel dieses Antrags ist die Entwicklung einer quantitativen Transporttheorie durch Einzelmoleküle, die effektiv nur schwach, d.h. durch Tunnelkontakte, an die Elektroden gekoppelt sind. Dies kann experimentell durch Moleküle mit internen "weak links" realisiert werden. Obwohl es für solche Moleküle viele Beispiele gibt, wurden bisher nur wenige auf ihre elektrischen Transporteigenschaften untersucht. Erste theoretische Arbeiten unserer Gruppe in dieser Richtung deuten bereits erstaunliche Vielteilcheneffekte im Transportverhalten an, die kein Äquivalent im Grenzfall starker Kopplung haben. Weitere Experimente an solch schwach gekoppelten Molekülen (oder "Molekülteilen") sind gegenwärtig in Vorbereitung. Die in diesem Projekt entwickelte Theorie kann solche Experimente interpretieren helfen und deren Planung erleichtern.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Matthias H. Hettler