Projekt 1: Molekulare Elektronik Projekt 2: Spin

In der neu eingerichteten Arbeitsgruppe Theorie der kondensierten Materie,
Prof. C. Timm, sind zwei Diplomarbeiten zu vergeben:
Projekt 1: Molekulare Elektronik
Wir beschäftigen uns mit dem Transport von Elektronen durch einzelne Moleküle. Ein Schwerpunkt liegt auf Molekülen mit magnetischem Moment, z.T. in Zusammenarbeit mit den experimentellen Gruppen von Dan Ralph (Cornell University) und Laurie Calvet (Paris-Sud). Wir berechnen verschiedene Observablen wie z.B. den Strom als Funktion von angelegter Spannung,
Magnetfeld usw. Man kann hier Anregungen des Moleküls z.B. in der Strom-Spannungs-Charakteristik identifizieren. Das Thema ist auch aus Sicht fundamentaler Quantenmechanik interessant. Im
Rahmen der Diplomarbeit würde nach der Erarbeitung der Grundlagen ein spezielles System durchgerechnet. Die Arbeit beinhaltet analytische und numerische Rechnungen, je nach System im
Formalismus der Mastergleichung oder von Nichtgleichgewichts-Green-Funktionen. Eine Zusammenarbeit mit den experimentellen Gruppen ist möglich.
Siehe auch: J. E. Grose, E. S. Tam, C. Timm et al., arXiv:0805.2585, wird veröffentlicht in Nature
Materials.
Projekt 2: Spin-Crossover in Mg1-xFexO
In einer großen Zahl von Übergangsmetall-Verbindungen, z.B. von Mangan und Eisen, kann das
Übergangsmetall-Ion in zwei Zuständen mit unterschiedlichem Gesamt-Spin vorliegen. Z.B. hat
Fe2+ einen low-spin-Zustand mit S = 0 und einen high-spin-Zustand mit S = 2. In Spin-CrossoverVerbindungen liegen diese beiden Zustände in ihrer Energie nah beieinander. Dies führt zu interessanten kollektiven Eigenschaften mit einem komplexen Phasendiagramm. Im Rahmen der Diplomarbeit sollen Monte-Carlo-Simulationen für Magnetisierung und high-spin-Anteil von
Mg1-xFexO-Kristallen durchgeführt werden. Dieses Spin-Crossover-Material ist ein wesentlicher
Bestandteil des unteren Erdmantels. Wir wollen herausfinden, welchen Einfluss die Verdünnung
des Eisen-Untergitters durch Magnesium-Substitution auf die magnetischen Eigenschaften hat.
Siehe auch: C. Timm und C. J. Pye, Phys. Rev. B 77, 214437 (2008).
Kontakt: Prof. Dr. Carsten Timm, Raum A101, Zellescher Weg 17, [email protected]