FOR 1162:  Electron Correlation-Driven Phenomena in Surfaces and Interfaces with Tunable Interactions

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 85460759

Gegenstand der Forschergruppe sind elektronische Quanteneffekte in nanoskaligen Strukturen aus neuen Materialien vor dem Hintergrund ihres Potenzials für zukünftige Anwendungen. Das Vorhaben wird von neun Wissenschaftlern der Würzburger Fakultät für Physik und Astronomie - unterstützt von zwei Kollegen vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart bzw. der RWTH Aachen - getragen.
Durch die zunehmende Miniaturisierung der Mikroelektronik spielt die elektrische Abstoßung zwischen den Leitungselektronen eine immer wichtigere Rolle für die Funktionalität elektronischer Bauelemente. Die dabei auftretenden Quanteneffekte sind umso ausgeprägter, je mehr die Bewegungsfreiheit der Elektronen durch Nanostrukturierung auf wenige Raumdimensionen (zwei oder sogar nur eine) eingeschränkt wird. Während dies in der konventionellen Halbleitertechnologie ein eher störender Effekt ist, lässt sich die interelektronische Wechselwirkung in anderen Festkörpermaterialien (z.B. in Oxiden oder intermetallischen Cer-Verbindungen) möglicherweise gezielt für neuartige maßgeschneiderte Anwendungen nutzen. Daher verfolgt die Forschergruppe ein zweifaches Ziel: (1) die Untersuchung derartiger Vielteilchen-Quanteneffekte an niedrigdimensionalen nanoskaligen Modellstrukturen (hauptsächlich Ober- und Grenzflächen) zur Erlangung eines grundlegenden Verständnisses der mikroskopischen Mechanismen sowie (2) deren gezielte Kontrolle durch Materialauswahl oder äußere Parameter wie z.B. Temperatur oder elektrische und magnetische Felder. Beispiele für etwaige neue Funktionalitäten wären hochempfindliche Magnetfeldsensoren, elektrisch beschreibbare magnetische Speicherbits oder schaltbare Supraleiter.
Die Forschergruppe kann sich für diese Aktivitäten auf ein breites Instrumentarium experimenteller und theoretischer Methoden stützen, die in insgesamt neun eng kooperierenden Teilprojekten eingesetzt werden. Dabei spielt übrigens - in bester Würzburger Tradition - die Anwendung von Röntgenstrahlung für modernste Spektroskopieverfahren eine zentrale Rolle.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Österreich

Projekte

• Charge dynamics of two-dimensional electron gases at surfaces and interfaces (Antragsteller Pimenov, Andrei )
• Correlation effects in self-organized atomic nanostructures on semiconductor surfaces (Antragsteller Claessen, Ralph )
• Electronic and vibration excitations of ordered adatom assemblies, studied by optical spectroscopy and electron scattering (Antragsteller Geurts, Jean )
• Electronic structure and many-body effects in interfaces of oxide heterostructures (Antragsteller Claessen, Ralph )
• Lattice effects in quasi-2D Kondo systems (Antragsteller Reinert, Friedrich )
• Local magnetic moments and their interaction in correlated systems at reduced dimensions (Antragsteller Fauth, Kai )
• Many-body effects in the electronic structure and the superconductivity of adsorbates on semiconductor surfaces (Antragstellerinnen / Antragsteller Hanke, Werner ;  Hankiewicz, Ewelina M. )
• Orbital, spin and charge fluctuations in layered oxide heterostructures (Antragsteller Sangiovanni, Giorgio )
• Single-particle spectral functions for heavy fermion surface-systems and coupled one-dimensional nanowires (Antragsteller Assaad, Fakher Fakhry )
• Spin-resolved spectro-microscopy of correlated surface and interface systems (Antragsteller Bode, Matthias )
• Superconductivity in novel surface and interface electronic systems (Antragsteller Hanke, Werner ;  Honerkamp, Carsten )
• Zentralprojekt (Antragsteller Claessen, Ralph )
• Zentralprojekt (Antragsteller Claessen, Ralph )

• Sprecher: Professor Dr. Ralph Claessen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Alfred Forchel