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SFB 668: Magnetismus vom Einzelatom zur Nanostruktur
Fachliche Zuordnung
Physik
Chemie
Chemie
Förderung
Förderung von 2006 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13002249
Der Magnetismus ist eines der am längsten bekannten Phänomene in Festkörpern und hat schon seit Jahrtausenden die Faszination der Menschheit hervorgerufen. Bereits seit Jahrhunderten sind wichtige technologische Anwendungen, wie etwa die Kompassnadel, bekannt. Umso erstaunlicher ist es, dass gerade in jüngster Zeit der Magnetismus wieder zu einem der am intensivsten untersuchten Festkörperphänomene geworden ist. Dies ist einerseits eng verknüpft mit neuen Möglichkeiten der experimentellen Herstellung, Synthese und Charakterisierung sowie der theoretischen Behandlung nanoskaliger magnetischer Systeme bis zur Ebene von Einzelatomen, was grundlegende Untersuchungen magnetischer Wechselwirkungen auf einer zuvor nicht zugänglichen Längenskala erlaubt. Andererseits ergeben sich aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung im Bereich der magnetischen Datenspeichertechnik interessante Fragen, wie beispielsweise diejenige nach den kleinsten Einheiten, die noch eine zeitlich stabile magnetische Ausrichtung aufweisen und somit grundsätzlich zur magnetischen Datenspeicherung nutzbar sind, oder die Frage nach den zeitlich kürzesten Ummagnetisierungsprozessen in nanoskaligen magnetischen Systemen, die ein schnellstmögliches Einschreiben der magnetischen Information erlauben.
Das Ziel des Sonderforschungsbereichs ist es, zu einem grundlegenden Verständnis des statischen und dynamischen magnetischen Verhaltens von Atomen, Molekülen, Clustern, Nanoteilchen, Nanodrähten und lateral strukturierten Nanosystemen in Kontakt mit Substratoberflächen beizutragen. Darauf basierend soll längerfristig eine gezielte Kontrolle magnetischer Eigenschaften bis hin zur atomaren Skala bzw. bis hin zum einzelnen Spin ermöglicht werden. Dies würde gleichzeitig die Grundlage für neue Generationen magnetischer Datenspeicher schaffen, die mindestens tausendfach leistungsfähiger sein könnten als derzeitige Massenspeicher.
Auf dem Weg zu diesem visionären Ziel müssen viele fundamentale Fragen angegangen werden wie z.B. der Einfluss der Bindungsabstände der Atome untereinander und zum Substrat sowie die Ausbildung und die Stabilität einer magnetischen Vorzugsrichtung und der Einfluss auf die Art der magnetischen Kopplung (ferro- oder antiferromagnetisch). Ebenso müssen grundlegende Fragen im Zusammenhang mit dem Transport von Elektronen in Wechselwirkung mit nanoskaligen magnetischen Systemen bearbeitet sowie das dynamische Verhalten nanoskaliger magnetischer Systeme mit höchstmöglicher zeitlicher Auflösung untersucht werden.
Das Ziel des Sonderforschungsbereichs ist es, zu einem grundlegenden Verständnis des statischen und dynamischen magnetischen Verhaltens von Atomen, Molekülen, Clustern, Nanoteilchen, Nanodrähten und lateral strukturierten Nanosystemen in Kontakt mit Substratoberflächen beizutragen. Darauf basierend soll längerfristig eine gezielte Kontrolle magnetischer Eigenschaften bis hin zur atomaren Skala bzw. bis hin zum einzelnen Spin ermöglicht werden. Dies würde gleichzeitig die Grundlage für neue Generationen magnetischer Datenspeicher schaffen, die mindestens tausendfach leistungsfähiger sein könnten als derzeitige Massenspeicher.
Auf dem Weg zu diesem visionären Ziel müssen viele fundamentale Fragen angegangen werden wie z.B. der Einfluss der Bindungsabstände der Atome untereinander und zum Substrat sowie die Ausbildung und die Stabilität einer magnetischen Vorzugsrichtung und der Einfluss auf die Art der magnetischen Kopplung (ferro- oder antiferromagnetisch). Ebenso müssen grundlegende Fragen im Zusammenhang mit dem Transport von Elektronen in Wechselwirkung mit nanoskaligen magnetischen Systemen bearbeitet sowie das dynamische Verhalten nanoskaliger magnetischer Systeme mit höchstmöglicher zeitlicher Auflösung untersucht werden.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug
Niederlande
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Magnetische Spektroskopie einzelner Atome, Ketten und Nanostrukturen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter von Bergmann, Kirsten ; Bode, Matthias ; Wiebe, Jens ; Wiesendanger, Roland )
- A02 - Elektronische Eigenschaften von Anordnungen magnetischer Atome (Teilprojektleiter Berndt, Richard ; Kröger, Jörg ; Weismann, Alexander )
- A03 - Elektronische Struktur und Magnetismus korrelierter Nanosysteme (Teilprojektleiter Lichtenstein, Alexander )
- A04 - Magnetische Eigenschaften eindimensional gestapelter Metallkomplexe (Teilprojektleiter Burger, Peter ; Heck, Jürgen )
- A05 - Lokale physikalische Eigenschaften magnetischer Atome und Moleküle (Teilprojektleiter Hoffmann, Germar ; Schwarz, Alexander )
- A07 - Magnetische Eigenschaften von Übergangsmetallclustern (Teilprojektleiter Martins, Michael ; Wurth, Wilfried )
- A08 - Spinabhängige lokale Elektronenstruktur einzelner magnetischer Nanodrähte und Nanoinseln (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter von Bergmann, Kirsten ; Kubetzka, André ; Pietzsch, Oswald ; Wiesendanger, Roland )
- A11 - Theorie magnetischer Strukturbildung in Nanoteilchen und Nanoarrays (Teilprojektleiterin Vedmedenko, Elena )
- A12 - Skalenbedingtes Magnetisierungsverhalten und magnetische Feinstruktur von Nanosystemen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Oepen, Hans Peter ; Pütter, Sabine )
- A13 - Dimensionale Abhängigkeiten korrelierter Nano-Elektronensysteme auf Oberflächen (Teilprojektleiter Lechermann, Frank )
- A14 - Substrateinfluss auf den Magnetismus von Nanostrukturen (Teilprojektleiter Potthoff, Michael )
- B02 - Quantenphasenübergänge durch Wechselspiel von Kondo-Effekt und Superaustauschwechselwirkung in magnetischen Clustern und Spinketten (Teilprojektleiter Chudnovskiy, Alexander ; Kettemann, Stefan ; Lichtenstein, Alexander )
- B03 - Temperatur- und Quantenfluktuationen in magnetischen Nanoteilchen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kettemann, Stefan ; Potthoff, Michael ; Vedmedenko, Elena )
- B04 - Thermisch aktivierte Magnetisierungsumkehr und strominduziertes Schalten mittels spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie (Teilprojektleiter Bode, Matthias ; Khajetoorians, Alexander Ako ; Krause, Stefan ; Wiesendanger, Roland )
- B05 - Magnetische Dynamik an lateralen Nanostrukturen untersucht mit pump-probe Techniken im sichtbaren und XUV Spektralbereich (Teilprojektleiter Drescher, Markus ; Nielsch, Kornelius )
- B06 - Spin- und Magnetisierungsdynamik in magnetischen Nanostrukturen (Teilprojektleiter Hansen, Wolfgang ; Mendach, Stefan )
- B07 - Quantisierte Spinwellen in magnetischen Nanostrukturen mittels inelastischer Rastertunnelspektroskopie (Teilprojektleiter Kubetzka, André ; Wiesendanger, Roland )
- B10 - Wechselwirkung von Strömen mit Magnetisierungsverteilungen (Teilprojektleiter Frömter, Robert ; Oepen, Hans Peter )
- B11 - Elektronentransport in ferromagnetischen Nanostrukturen (Teilprojektleiter Meier, Guido ; Merkt, Ulrich )
- B12 - Elektronentransport und Dynamik von Domänenwänden in Nanodrähten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Chudnovskiy, Alexander ; Pfannkuche, Daniela )
- B13 - Domänenwandbewegung in magnetischen Nanostäben mit radial modulierten Durchmessern (Teilprojektleiter Nielsch, Kornelius )
- B14 - Schaltverhalten von magnetischen Nanostrukturen untersucht mittels Magnetotransport (Teilprojektleiter Oepen, Hans Peter )
- B15 - Zeitaufgelöste Röntgen-Mikroskopie strominduzierter Magnetisierungsdynamik (Teilprojektleiter Bolte, Markus ; Meier, Guido )
- B16 - Quantendynamik ferromagnetischer Nanostrukturen im Nichtgleichgewicht (Teilprojektleiter Thorwart, Michael )
- B17 - Struktur und Dynamik magnetischer Moleküle auf Oberflächen (Teilprojektleiterin Herrmann, Carmen )
- Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Wiesendanger, Roland )
- Ö - Öffentlichkeitsarbeit für den Sonderforschungsbereich (Teilprojektleiter Wiesendanger, Roland )
- Ö09 - Öffentlichkeitsarbeit (Teilprojektleiter Wiesendanger, Roland )
Antragstellende Institution
Universität Hamburg
Beteiligte Hochschule
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Sprecher
Professor Dr. Roland Wiesendanger