Kontrollierte Nanosysteme: Wechselwirkung und - gepris
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SFB 767: Kontrollierte Nanosysteme: Wechselwirkung und Ankopplung an die Makrowelt Fachliche Zuordnung Förderung Webseite Physik Förderung seit 2008 Zur Homepage Projektbeschreibung Die Nanowissenschaften haben sich im letzten Jahrzehnt signifikant weiterentwickelt. Die ersten Perspektiven für Anwendungen beruhen dabei wesentlich auf einer präzisen Kontrolle der Wechselwirkung zwischen Nanosystemen oder dem Einfluss externer Felder. Durch Ansätze aus der Physik und der Chemie hat unser Sonderforschungsbereich zu diesem Fortschritt der Nanowissenschaft maßgeblich beigetragen, indem wir Kontrollmechanismen für individuelle Nanosysteme entwickelt haben. Wir haben dabei gezeigt, dass die strukturelle, optische oder elektrische Mittel eine erfolgversprechende Möglichkeit zu einem vertieften Verständnis der mechanischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Nanosystemen darstellt. Unser Forschungsprogramm ist daher thematisch auf die Steuerung der physikalischen Eigenschaften von Nanosystemen ausgerichtet. Im ersten Forschungsbereich Strukturelle und Mechanische Eigenschaften konzentrierten sich die Untersuchungen auf die kohärente mechanische Anregung von Membranen und Balken, die mit elektrischen Feldern kontrolliert wurden. Dabei konnte als ein Hauptresultat die Ursache der mechanischen Dämpfung einer Nanomembran festgestellt sowie die kohärente Kontrolle eines Nanobalken demonstriert werden. Zukünftig wird die Forschung in diesem Gebiet auch die Kontrolle mechanischen Wärmetransportes umfassen. Im zweiten Forschungsbereich Optische und Elektronische Eigenschaften ist das Ziel die optischen Manipulationsmöglichkeiten einzelner Nanosysteme auszuloten. Eine beispiellose Kontrollfähigkeit wurde für zweifarbige Anregungen von Molekülen sowie theoretische für Einzel-Spin-Quantenbits demonstriert. Weitere dramatische Fortschritte wurden bei der optischen Stabilität kolloidaler Quantenpunkte sowie deren ultraschneller und magnetischer Steuerung erzielt sowie mit dem erstmaligen direkten Nachweis von optischen Vakuumfluktuationen. Zukünftig wird in diesem Forschungsbereich auch die ultraschnelle Kontrolle der Wechselwirkung zwischen einem Tunnelstrom und plasmonischen Nanostrukturen untersucht. Im dritten Forschungsbereich Elektronische und Magnetische Transporteigenschaften wurde weiter an der Kontrolle von Elektronen in molekularen und mesoskopischen Kontakten sowie von Domänenwänden in magnetischen Nanostrukturen gearbeitet, jeweils von experimenteller wie auch von theoretischer Seite. Besonders hervorzuheben ist hierbei die Kontrolle einzelner Spins in komplexen Molekülen, einzelner Elektronenwellen durch Spannungspulse, sowie magnetische Domänen in Temperaturgradienten. In der dritten und letzten Förderperiode sollen die bisher entwickelten Kontrollmechanismen wie beispielsweise die Einflüsse elektrischer und optischer Felder auf mechanische und magnetische Nanosysteme, Moleküle und Quantenpunkte perfektioniert werden. Aufgrund der in bisherigen Förderperioden gewonnenen Erkenntnisse erweitern wir unser Spektrum auf die ultraschnelle Kontrolle von Tunnelströmen und maßgeschneiderte Energieströme in Nanostrukturen. DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche Laufende Projekte A01 - Optische Kontrolle und Dämpfung von Phononen in Nanostrukturen (Teilprojektleiter Dekorsy, Thomas ) A07 - Dielektrische Kontrolle nanomechanischer Resonatoren hoher Güte (Teilprojektleiterin Weig, Eva M. ) A08* - Schwingungseigenschaften und Phononentransport von Nanobrücken (Teilprojektleiter Pauly, Fabian ) B02 - Ultraschnelle Quantenkontrolle einzelner Elektronen und Photonen in mesoskopischen Systemen (Teil-pro-jekt-lei-ter Bratschitsch, Rudolf ; Leitenstorfer, Alfred ; Mecking, Stefan ; Seletskiy, Ph.D., Denis ) B03 - Steuerung der Fluoreszenzemission einzelner Moleküle durch Schwingungsanregung (Teilprojektleiter Zumbusch, Andreas ) B06 - Kohärente optische Kontrolle von Spin und Ladung in Nanostrukturen (Teilprojektleiter Burkard, Guido ) B08* - Elektronentransport in Nanostrukturen kontrolliert durch phasenstarre Einzelzyklen-Lichtimpulse (Teil-pro-jekt-lei-ter Brida, Daniele ; Leitenstorfer, Alfred ) C02 - Controlling the electronic transport through molecular systems (Teil-pro-jekt-lei-te-rin-nen / Teil-pro-jekt-lei-ter Groth, Ulrich ; Huhn, Thomas ; Scheer, Elke ) C03 - Zeitabhängiger Transport in korrelierten Elektronen-Nanostrukturen (Teil-pro-jekt-lei-ter Belzig, Wolfgang ; Rastelli, Ph.D., Gianluca ) C04 - Steuerung von Spin und elektronischer Wechselwirkung in atomaren und molekularen Kontakten (Teil-pro-jekt-lei-te-rin-nen / Teil-pro-jekt-lei-ter Kern, Klaus ; Schlickum, Uta ; Ternes, Markus ; Wahl, Peter ) C10 - Kontrolle magnetischer Nanostrukturen durch Spinströme und Temperaturgradienten (Teil-pro-jekt-lei-te-rin-nen / Teil-pro-jekt-lei-ter Hinzke, Denise ; Nowak, Ulrich ) C11 - Kontrolle von magnetischen Domänen und Domänenwänden durch thermische Gradienten (Teil-pro-jekt-lei-ter Boneberg, Johannes ; Fonin, Mikhail ) C13 - Mechanische Kontrolle des Ladungstransports durch Nanostrukturen (Teilprojektleiter Pauly, Fabian ) C14* - Lokale Spektroskopie von Multi-Spin Molekülen: Valenzverteilung und magnetische Eigenschaften (Teil-pro-jekt-lei-ter Fonin, Mikhail ; Winter, Rainer ) MGK - Integriertes Graduiertenkolleg Nano (Teil-pro-jekt-lei-te-rin-nen / Teil-pro-jekt-lei-ter Belzig, Wolfgang ; Scheer, Elke ) Z - Zentralprojekt (Teil-pro-jekt-lei-te-rin-nen / Teil-pro-jekt-lei-ter Belzig, Wolfgang ; Scheer, Elke ) Abgeschlossene Projekte A02 - Laserinduzierte mechanische Anregung von Nanostrukturen (Teil-pro-jekt-lei-ter Boneberg, Johannes ; Leiderer, Paul ) A03 - Kontrolle der Schwingungsmoden und Dissipation von nanomechanischen Resonatoren (Teil-pro-jekt-lei-te-rin-nen / Teil-pro-jekt-lei-ter Dekorsy, Thomas ; Erbe, Artur Philipp Nikolaus ; Leiderer, Paul ; Scheer, Elke ) A06 - Strukturkontrolle nanoskaliger Modellsysteme (Teilprojektleiter Nielaba, Peter ) B01 - Kontrolle von Nanostrukturen durch Terahertz-Felder (Teilprojektleiter Dekorsy, Thomas ) B04 - Kontrolle der Eigenschaften von Clustern mit Hilfe äußerer Felder (Teilprojektleiter Ganteför, Gerd ) B05 - Terahertz-Quantenoptik mit Halbleiter-Nanostrukturen (Teil-pro-jekt-lei-ter Huber, Rupert ; Leitenstorfer, Alfred ) C05 - Molekulare Magnete: Einzelmolekülspektroskopie und elektronischer Transport (Teil-pro-jekt-lei-ter Fonin, Mikhail ; Groth, Ulrich ) C06 - Spinströme in magnetischen Nanostrukturen (Teil-pro-jekt-lei-ter Kläui, Mathias ; Rüdiger, Ulrich ) C07 - Wechselwirkung von Spinströmen mit magnetischen Domänenwänden (Teil-pro-jekt-lei-ter Kläui, Mathias ; Nielaba, Peter ) C08 - Kontrolle von Quantensystemen durch elektrischen Strom (Teilprojektleiter Belzig, Wolfgang ) Beteiligte Fachrichtungen Festkörperphysik, Theoretische Physik, Tieftemperaturphysik, Optik, Physikalische Chemie, Computational Physics, Halbleiterphysik, Organische Chemie, Oberflächenphysik, Quantenoptik, Experimentalphysik, Polymerchemie Antragstellende Institution Universität Konstanz Universitätsstraße 10 78464 Konstanz Beteiligte Institution Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (MPI-FKF) Heisenbergstraße 1 70569 Stuttgart Spre-che-rin-nen / Spre-cher Professor Dr. Wolfgang Belzig, seit 1/2012 Universität Konstanz Fachbereich Physik Arbeitsgruppe Theorie des Quantentransports Postfach 703 78457 Konstanz Telefon: +49 7531 88-4782 Telefax: +49 7531 88-3090 E-Mail: wolfgang.belzig uni-konstanz.de Professorin Dr. Elke Scheer, bis 1/2012 Universität Konstanz Fachbereich Physik AG Mesoskopische Systeme Postfach 681 78457 Konstanz Telefon: +49 7531 88-4712 Telefax: +49 7531 88-3090 E-Mail: elke.scheer uni-konstanz.de fach-li-che DFG-An-sprech-part-ne-rin Dr. Cosima Schuster GEPRIS ist ein Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Sie erreichen GEPRIS unter http://www.dfg.de/gepris (c) 1999 - 2017 Deutsche Forschungsgemeinschaft (http://www.dfg.de)
