Schwingungseigenschaften und Phononentransport von Nanobrücken (A08*)

• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 32152442

Wir werden untersuchen, wie die Vibrationseigenschaften von Nanobrücken durch Temperatur und mechanische Spannung kontrolliert werden können. Indem wir eine geeignete ab-initio Beschreibung basierend auf Dichtefunktionaltheorie entwickeln, werden wir anharmonische Effekte berücksichtigen und ihren Einfluss auf den Wärmestrom durch Phononen sowie seine Fluktuationen. Innerhalb dieser Methodik, die eine Bestimmung von Phononlebensdauern aufgrund von Phonon-Phonon-Streuung erlaubt, werden wir uns auf atomare und molekulare Kontakte konzentrieren. Wir werden den Phononentransport in Abhängigkeit von der Form des Moleküls, seiner Konjugation, seiner Ankergruppen, Substituenten und des Elektrodenmaterials bestimmen und Wege suchen, den thermischen Leitwert durch destruktive Phononinterferenz und erhöhte Anharmonizitäten zu unterdrücken. Schließlich werden wir auch mit Hilfe von Molekulardynamik und Kraftfeldern, die mit der ab-initio Beschreibung abgeglichen werden, eine neue Art von thermischer Diode untersuchen, die verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten ausnutzt, um ein hohes Gleichrichtungsverhältnis zu erzielen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 767: Kontrollierte Nanosysteme: Wechselwirkung und Ankopplung an die Makrowelt
• Antragstellende Institution: Universität Konstanz
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Fabian Pauly, seit 1/2016