GRK 1570:  Elektronische Eigenschaften von Nanostrukturen auf Kohlenstoff-Basis

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 89249669

Ziel des Graduiertenkollegs ist die experimentelle und theoretische Erforschung der elektronischen Eigenschaften von kohlenstoffbasierten Nanostrukturen (CBN), insbesondere Systemen auf der Basis von Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, aromatischen Molekülen oder Hybriden dieser Konstituenten. Unsere Untersuchungen sind ausgerichtet auf: (1) die elektrischen Eigenschaften von monoatomaren Lagen, Mehrfachlagen und Nanostrukturen des kürzlich entdeckten Graphen sowie deren Beeinflussung durch mechanische und vibronische Freiheitsgrade; (2) Charakteristika von Quantendrähten, die auf (zum Teil frei tragenden) Kohlenstoffnanoröhren beruhen, die für die Anwendung als Biosensoren funktionalisiert sind oder als Nanozuleitungen für Transport durch aromatische Molekülbrücken fungieren; (3) vibronische Effekte und Schaltmechanismen in Raster-Tunnel-Spektroskopie von Molekülen und in Einzelmolekül-Transistoren.
Unsere Experimente zielen unter Verwendung verschiedenster komplementärer Techniken auf die Charakterisierung, Kontrolle und Manipulation von CBN ab. Diese umfassen Nicht-Gleichgewichtstransport-Experimente für Zwei- und Dreipunktmessungen sowie Hall-Geometrien, zeitaufgelöste Raman-Spektroskopie, Raster-Sonden-Spektroskopie und atomare Kraft-Mikroskopie. Auf der theoretischen Seite werden vollquantenmechanische und semiklassische Transportrechnungen durchgeführt, die auf ein qualitatives und quantitatives Verständnis der Eigenschaften der experimentell zu untersuchenden Systeme abzielen; daher wird eine enge Kooperation zwischen Theorie und Experiment angestrebt.
Das Graduiertenkolleg gründet sich auf den etablierten Forschungsschwerpunkt der Fakultät in Nanowissenschaften, der von der Spin-Elektronik über Quanteninformation bis zur molekularen Elektronik reicht, und wird diese Bereiche komplementär ergänzen. Die Aktivitäten auf dem Gebiet der molekularen Elektronik werden gestärkt durch die geplante Kooperation mit der Fakultät für Chemie, wodurch eine Kombination von top-down- und bottom-up-Zugängen ermöglicht wird.
Der interdisziplinäre Charakter des Forschungsprogramms, das sich auf Gruppen aus der theoretischen und experimentellen Physik sowie aus der organischen und analytischen Chemie stützt, wird im Vorlesungs-, Seminar- und Workshop-Programm des Graduiertenkollegs abgebildet. Themenübergreifende Vorlesungen und Seminare, die sich an alle Promovierenden des Graduiertenkollegs wenden, sollen eine gemeinsame Wissensbasis schaffen und den Doktorandinnen und Doktoranden die Möglichkeit einer vielfältigen wissenschaftlichen Ausbildung eröffnen, die über das übliche Maß während der Promotionsphase hinausgeht.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Universität Regensburg
• Sprecherin: Professorin Dr. Milena Grifoni
• beteiligte Wissenschaftler: Privatdozent Dr. Jonathan Eroms; Professor Dr. Jaroslav Fabian; Professor Dr. Sergey Ganichev; Professor Dr. Franz J. Giessibl; Professor Dr. Rupert Huber; Professor Dr. John Lupton; Professor Dr. Jascha Repp; Professor Dr. Klaus Richter; Professor Dr. John Schliemann; Professor Dr. Christian Schüller; Professor Dr. Christoph Strunk; Professor Dr. Dieter Weiss