DFG-Projekt: First-Principles-Einsichten zum Magnetwiderstand von radikalischen molekularen Brücken

8. Mai 2019

Foto: UHH/FB/Hermann

Moleküle wären perfekte Bauteile für winzige elektronische Schaltkreise: Sie sind klein, oft günstig in großer Menge herzustellen, und ihre Eigenschaften können über ihre chemische Synthese (fast) nach Wunsch eingestellt werden. In der Praxis ist es aber nicht so einfach, sie sauber zu “verkabeln" und sicherzustellen, dass sie an ihrem Platz bleiben. Außerdem sind heute schon konventionelle Bauteile fast so klein wie Moleküle, und ein technologisches Hauptproblem ist eher, dass dünne Drähte unter Strom sehr warm werden und möglicherweise schmelzen (also die Kühlung). Daher interessiert man sich in der Forschung zur Zeit vor allem für die Eigenschaften, die Moleküle besonders machen. Zum Beispiel leiten bestimmte Moleküldrähte mit “magnetischen” Seitenketten (siehe Abbildung) zunehmend schlechter, wenn man ein Magnetfeld anlegt. Da der Strom unseren Simulationen gemäß nur durch den “nichtmagnetischen” Teil des Moleküls fließt, ist nicht klar, woher dieses Verhalten kommt. Möglicherweise kontaktiert auch die magnetische Seitenkette die Elektroden, beziehungsweise beeinflussen bei weiteren Molekülen, die nichtverbrückend auf den Elektroden liegen, diese Seitenketten die Elektroden stark. Daher sollen in diesem Projekt untersucht werden, wie solche magnetischen Seitenketten oder Adsorbate mit Metall-Elektroden wechselwirken (unter anderem über den sogenannten Kondoeffekt). Außerdem sollen verschiedene Möglichkeiten untersucht werden, wie ein Magnetfeld darauf aufbauend die Ladungstransporteigenschaften beeinflussen könnte. Die DFG fördert dieses Projekt mit 370 T€. (Herrmann)