Molekulare Elektronik und Nichtgleichgewichtsphysik
Elektronischer Transport durch einzelne Moleküle und molekulare Dünnschichten ist sowohl für mögliche Anwendungen als auch aus fundamentaler Sicht interessant. Bisher haben wir hauptsächlich Einzelmolekül-Transistoren untersucht, die magnetische Momente enthalten, z.B. in Übergangsmetall-Ionen. In solchen Systemen führt die starke Wechselwirkung zwischen den Elektronen und den lokalen Spins im Molekül zu charakteristischen Signaturen in der Strom-Spannungs-Charakteristik. Wir haben neue Effekte wie z.B. riesige Spin-Verstärkung vorhergesagt: Das magnetische Moment, das insgesamt in den Zuleitungen deponiert wird, kann das magnetische Moment des Moleküls um mehrere Größenordnungen übersteigen. Wir bemühen uns sowohl um methodische Fortschritte in der Beschreibung von Transport fern vom Gleichgewicht als auch um quantitative Modellierung spezifischer Baulelemente. Unsere Methode der Wahl ist die Quantenmastergleichung.
Ein weiteres Forschungsprojekt beschäftigt sich mit elektronischem Tunneln durch eine wechselwirkende molekulare Monolage. Dieses System kann auf ein Ising-artiges Modell fern vom Gleichgewicht abgebildet werden. Neben anderen Resultaten finden wir strominduzierte Ladungsordnung. Wir untersuchen auch eindimensionale molekulare Ketten.