Synthese, strukturelle Eigenschaften und Magnetismus neuartiger graphen-basierter Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Clemens Laubschat
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321825916

Gegenstand des Projekts ist die Entwicklung von Herstellungsverfahren für die Erzeugung neuartiger graphen-basierter Materialien mit wohldefinierter Struktur und ungewöhnlichen elektronischen und magnetischen Eigenschaften. Das Projekt konzentriert sich auf die vollständige Charakterisierung der kristallographischen (Einsatz von Rastertunnelmikroskoipe (STM), niederenergetischer Elektronenbeugung (LEED) und Photoelektronendiffraktion) und elektronischen Struktur (mittels winkelaufgelöster Photoemission (ARPES) und Nahkantenabsorptionsspektroskopie (NEXAFS)). Das Projekt umfasst die folgenden Arbeitsschritte: i) Bestimmung der Synthesebedingungen kommensurater Graphenschichten auf Ni und Co und Untersuchung von strukturellen Phasenübergängen an der Grenzfläche. ii) Synthese von stickstoff- und bordotiertem Graphen mit gezielt asymmetrischer Dotierung der beiden Kohlenstoffuntergitter. Untersuchung der Auswirkung dieser Dotanden auf die elektronischen Eigenschaften des Graphens. iii) Erzeugung von Grenzflächen zwischen Graphen und monoatomaren Seltenerddünnschichten auf ferromagnetischen Substraten und Untersuchung der Wechselwirkung der elektronischen Zustände von Graphen, Seltenerddünnschicht und Substrat. iv) Erzeugung reiner und dotierter Graphen-Nanodrähte und detaillierte Untersuchung ihrer strukturellen und elektronischen Eigenschaften. Metallisierung der Nanodrähte durch Interkalation mit Alkalimetallen und Untersuchung der sich ergebenden exotischen niedrigdimensionalen Eigenschaften.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Dmitry Usachov