Detailseite
SFB 689: Spinphänomene in reduzierten Dimensionen
Fachliche Zuordnung
Physik
Förderung
Förderung von 2006 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 14086190
Der Schwerpunkt des Sonderforschungsbereichs liegt auf dem Gebiet der Spintronik, wo versucht wird, neben der Elementarladung der Ladungsträger auch deren magnetisches Moment, den Spin, als Informationsträger zu kontrollieren und zu nutzen. Um dies zu erreichen, ist eine effiziente Spininjektion, Spintransport und die Kontrolle, Manipulation und Detektion von Spinpolarisation oder von spinpolarisierten Strömen notwendig. Die zentrale, alle Projekte und Projektbereiche verbindende Fragestellung betrifft die Charakterisierung, Kontrolle und Manipulation des Spinfreiheitsgrades in Elektronensystemen mit reduzierter Dimension. Unter Systemen reduzierter Dimension verstehen wir hier Halbleiter-Heterostrukturen, die niederdimensionale Ladungsträgersysteme enthalten, Tunnelsysteme, dünne Schichten ferromagnetischer Halbleiter (zum Teil nanostrukturiert oder eingebettet in Halbleiter-Heterostrukturen), mesoskopische Systeme, Punktkontakte und molekulare Systeme (Kohlenstoff-Nanoröhren, Einzelmoleküle).
Der Sonderforschungsbereich gliedert sich in die drei Teilbereiche A, B und C. Der Projektbereich A umfasst experimentelle und theoretische Untersuchungen zu Spinphänomenen im Ladungstransport durch Nanoröhren, Drähte und Moleküle. Im Projektbereich B stehen das ferromagnetische Halbleitermaterial GaMnAs und Heterostrukturen aus diesem Material im Mittelpunkt des Interesses. Projekte in diesem Bereich beschäftigen sich zum einen mit der Herstellung und der Charakterisierung der grundlegenden morphologischen, elektrischen und magnetischen Materialeigenschaften von GaMnAs, zum anderen mit der Anwendung solcher Schichten, um Spininjektion, Spinpolarisation, spinabhängiges Tunneln oder strominduziertes Schalten zu untersuchen. Im Projektbereich C sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zu spinabhängigen Phänomenen in Halbleiter-Hetero- und Nanostrukturen, Ferromagnet-Supraleiter- und Ferromagnet-Halbleiter-Hybridstrukturen zusammengefasst.
Das langfristige Forschungsziel des Sonderforschungsbereichs ist die Realisierung einer effizienten Injektion, Manipulation und Detektion von Spins in dimensionsreduzierten Systemen sowie die Bereitstellung der Schlüsselelemente einer zukünftigen Raumtemperatur-Spintronik.
Der Sonderforschungsbereich gliedert sich in die drei Teilbereiche A, B und C. Der Projektbereich A umfasst experimentelle und theoretische Untersuchungen zu Spinphänomenen im Ladungstransport durch Nanoröhren, Drähte und Moleküle. Im Projektbereich B stehen das ferromagnetische Halbleitermaterial GaMnAs und Heterostrukturen aus diesem Material im Mittelpunkt des Interesses. Projekte in diesem Bereich beschäftigen sich zum einen mit der Herstellung und der Charakterisierung der grundlegenden morphologischen, elektrischen und magnetischen Materialeigenschaften von GaMnAs, zum anderen mit der Anwendung solcher Schichten, um Spininjektion, Spinpolarisation, spinabhängiges Tunneln oder strominduziertes Schalten zu untersuchen. Im Projektbereich C sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zu spinabhängigen Phänomenen in Halbleiter-Hetero- und Nanostrukturen, Ferromagnet-Supraleiter- und Ferromagnet-Halbleiter-Hybridstrukturen zusammengefasst.
Das langfristige Forschungsziel des Sonderforschungsbereichs ist die Realisierung einer effizienten Injektion, Manipulation und Detektion von Spins in dimensionsreduzierten Systemen sowie die Bereitstellung der Schlüsselelemente einer zukünftigen Raumtemperatur-Spintronik.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Spin-abhängiger Transport in Kohlenstoff-Nanoröhren mit Wechselwirkung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Grifoni, Milena ; Hüttel, Andreas Klaus ; Strunk, Christoph )
- A02 - Spindiffusionslängen-Bestimmungen in nichtmagnetischen Nanodrähten mit beweglichen Nanokontakten (Teilprojektleiter Back, Christian ; Vancea, Johann )
- A03 - Theoretical Investigation of Spin Dependent Transport through Carbon Nanotubes (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Cuniberti, Gianaurelio ; Grifoni, Milena )
- A04 - Spin-abhängiger Transport durch einzelne Moleküle (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Donarini, Andrea ; Grifoni, Milena ; Repp, Jascha ; Richter, Klaus )
- A06 - Spinabhängiger Transport durch einzelne Moleküle: Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie (Teilprojektleiter Repp, Jascha )
- A07 - Magnetismus in Graphen: Spintransport und atomare Charakterisierung (Teilprojektleiter Eroms, Jonathan ; Giessibl, Franz J. ; Repp, Jascha ; Strunk, Christoph )
- A08 - Spin-Effekte in Graphen (Teilprojektleiter Fabian, Jaroslav ; Richter, Klaus )
- A09 - Experimentelle und theoretische Untersuchungen von Spin-Nanostrukturen ausgehend von einzelnen Atomen (Teilprojektleiter Ebert, Hubert ; Giessibl, Franz J. )
- A10 - Spinabhängiger Transport und Rekombination in organischen Halbleitern (Teilprojektleiter Lupton, John )
- B01 - Molekularstrahlepitaxie magnetischer Mangan-haltiger Halbleiter (Teilprojektleiter Bougeard, Dominique ; Schuh, Dieter ; Wegscheider, Werner )
- B02 - Manipulation der statischen und dynamischen Eigenschaften von (Ga,Mn)As (Teilprojektleiter Back, Christian ; Woltersdorf, Georg )
- B03 - Vielteilchenbeschreibung ferromagnetischer Halbleiter: Korrelationseffekte in elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Teilprojektleiter Ebert, Hubert ; Schliemann, John )
- B04 - Spindynamik und Spindiffusion in Halbleiter-Heterostrukturen (Teilprojektleiter Korn, Tobias ; Schüller, Christian )
- B05 - Magnetische Halbleiter-Nanostrukturen: Nichtgleichgewichts-Spindetektion und Transport (Teilprojektleiter Weiss, Dieter )
- B06 - Spininjektion aus verdünnten magnetischen Halbleitern in Halbleiter-Heterostrukturen (Teilprojektleiter Back, Christian ; Bayreuther, Günther ; Ciorga, Mariusz ; Weiss, Dieter )
- B08 - Elektronenmikroskopische strukturelle und mikromagnetische Charakterisierung von magnetischen Halbleitern (Teilprojektleiter Zweck, Josef )
- B09 - Modellierung und Simulation von Strukturen in magnetischen Halbleiterbauelementen (Teilprojektleiter Fabian, Jaroslav ; Kramer, Tobias )
- B11 - MBE Wachstum von ferromagnetischen Nanodrähten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bougeard, Dominique ; Reiger, Elisabeth ; Schuh, Dieter ; Zweck, Josef )
- B12 - Theoretische Untersuchung ungeordneter ferromagnetischer Halbleiter (Teilprojektleiter Schliemann, John ; Wenk, Paul Thomas )
- C01 - Spin Ratschen Effekte und resonante Spinströme in Halbleiter-Heterostrukturen und Hybridsystemen (Teilprojektleiter Ganichev, Sergey )
- C02 - Rein elektrische Spininjektion durch Spin-Bahn-Wechselwirkung in gyrotropen Nanostrukturen (Teilprojektleiter Ganichev, Sergey ; Molenkamp, Laurens W. ; Wegscheider, Werner )
- C03 - Verdünnte Ferromagnete und Andreev-Reflektion in Supraleiter/Ferromagnet-Heterostrukturen (Teilprojektleiter Bayreuther, Günther ; Ebert, Hubert ; Strunk, Christoph )
- C04 - Spinabhängiger Transport heißer Elektronen (Teilprojektleiter Back, Christian ; Bayreuther, Günther ; Vancea, Johann )
- C05 - Transporteigenschaften von GaMnAs-Nanostrukturen und Fe/GaAs-Übergängen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fabian, Jaroslav ; Grifoni, Milena )
- C06 - Transport, Dynamik und Wechselwirkungseffekte in Systemen mit Spin-Bahn-Kopplung (Teilprojektleiter Richter, Klaus ; Schliemann, John )
- C07 - Electronic and Transport Properties of Two-Dimensional Magnetic and Spin-Polarized Heterostructures (Teilprojektleiter Fabian, Jaroslav ; Schliemann, John )
- C08 - Spin-Hall-Effekt in metallischen Heterostrukturen (Teilprojektleiter Back, Christian ; Ebert, Hubert ; Woltersdorf, Georg )
- C09 - Spininjektion in Silizium (Teilprojektleiter Bougeard, Dominique ; Ciorga, Mariusz ; Zweck, Josef )
- C11 - Ultraschnelle elektrische Injektion spinpolarisierter Tunnelströme in Halbleiter (Teilprojektleiter Back, Christian ; Bougeard, Dominique ; Huber, Rupert )
- Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Weiss, Dieter )
Antragstellende Institution
Universität Regensburg
Beteiligte Hochschule
Ludwig-Maximilians-Universität München
Sprecher
Professor Dr. Dieter Weiss