FOR 1154:  Towards Molecular Spintronics

• Fachliche Zuordnung: Informatik, System- und Elektrotechnik ; Chemie ; Physik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 82921420

Die Forschergruppe hat das grundlegende Verständnis und die experimentelle Demonstration von spin-elektronischen Bauelementen basierend auf magnetischen Molekülen zum Ziel. Wir werden versuchen, durch Änderung der molekularen Spinordnung den Spintransport durch magnetische Moleküle zu schalten. Dieser ehrgeizige Ansatz in Richtung molekularer Spintronik verbindet zwei aktuelle Forschungsfelder: organische Elektronik und molekularen Magnetismus. Unsere Bestrebungen zielen darauf ab, einen fruchtbaren Austausch zwischen diesen ansonsten disjunkten Disziplinen anzuregen, um eine Vielfalt von grundlegenden Phänomenen und wichtigen physikalischen Effekten zu verstehen. Unsere Aktivitäten konzentrieren sich auf: (1) Maßgeschneiderte magnetische Moleküle und deren grundlegende Charakterisierung: Magnetische Moleküle werden für den Einsatz in Bauelementen synthetisiert und mit theoretischen Methoden sowie experimentell mit Raster-Proben-Methoden, optischen und magnetischen Messungen untersucht. Bereits in diesem Stadium werden grundsätzliche Aspekte der Bauelementekompatibilität berücksichtigt.
(2) Herstellung, Charakterisierung und Optimierung von molekularen Dünnschichten und Grenzflächen: Neue Abscheidemethoden zur Herstellung von geeigneten molekularen Schichten müssen für eine Vielzahl von Molekülen entwickelt werden. Die Struktur, Morphologie und molekulare Orientierung der Schichten werden charakterisiert und optimiert. Die experimentellen Ergebnisse werden durch theoretische Vorhersagen für Moleküle auf Oberflächen ergänzt. Für die Bauelementeintegration müssen die molekularen Schichten verschiedene Randbedingungen erfüllen, wie z.B. Langzeitstabilität oder Prozesskompatibilität. Kontinuierliches Feedback zwischen Charakterisierungs- und Technologieprojekten wird eine zielgerichtete und effiziente Synthese von entsprechenden Molekülen und Molekülschichten ermöglichen.
(3) Bauelementedemonstrator und Chipintegration: "Roll-up-Nanotechnologie" wird genutzt, um senkrecht übereinander angeordnete Schichten für Spin Valves herzustellen. Wir beabsichtigen, molekulare Schichten durch dotierte Halbleiterelektroden zu kontaktieren. Darüber hinaus werden lateral strukturierte Bauelemente für großflächige Integrationszwecke realisiert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Elektronen Spin Resonanz und magnetische Untersuchungen (Antragsteller Kataev, Vladislav )
• Elektronische Struktur, Transport und kollektive Effekte in molekularen Schichtsystemen (Antragsteller Kortus, Jens ;  Timm, Carsten )
• Koordinatorantrag (Antragsteller Zahn, Dietrich R. T. )
• Monolagen redox-aktiver Hoch-Spin-Moleküle auf leitenden und ferromagnetischen Metallen: Kontrolle des Selbstassoziationsverhalten und Integration im Bauelement (Antragsteller Kersting, Berthold )
• Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie magnetischer Moleküle (Antragsteller Hemker-Heß, Christian ;  Zahn, Dietrich R. T. )
• Spektroskopische Untersuchungen magnetischer molekularer Materialien und deren Grenzflächen (Antragsteller Knupfer, Martin ;  Zahn, Dietrich R. T. )
• Untersuchung der Spindynamik in einzelnen Molekülen und dünnen Filmen mit nuklearen Sonden (Antragsteller Klauss, Hans-Henning )
• Vertikale magneto-resistive Bauelemente aus hybriden Metall/Molekül/Metall Multi-Lagensystemen (Antragsteller Schmidt, Oliver G. )
• Von der Herstellung molekularer Schichten und deren magneto-optischen Untersuchung zu lateralen Bauelementen (Antragstellerin Salvan, Georgeta )
• Von der Herstellung monomolekularer Schichten zu dünnen Filmen von magnetischen Übergangsmetallkomplexen und deren Integrierung in spintronische Bauelemente (Antragsteller Lang, Heinrich ;  Rueffer, Tobias )
• Zentralprojekt (Antragsteller Zahn, Dietrich R. T. )

• Sprecher: Professor Dr. Dietrich R. T. Zahn
• stellvertr. Sprecherin: Professorin Dr. Georgeta Salvan