Erste Förderperiode 2016-2019:

A07  Spin+Exchange: Theorie zur Dynamik von Spin und Austausch

Dr. Georg Lefkidis (Fachbereich Physik, RPTU)
 

Im Projekt A07 werden modernste quantenchemische Berechnungen eingesetzt, um die Rolle der fundamentalen Spin-Spin-Austauschkopplung in magnetischen Molekülen zu untersuchen, die Phänomene wie magneto-optische Anregungsspektren und magnetisches Schalten dominiert und kontrolliert. So wird die Theorie das gezielte Design von molekularen Magneten mit gewünschten magnetischen Eigenschaften und Potenzial für kontrollierte Spindynamik ermöglichen, die für zukünftige nano-spintronische Bauelemente von hohem Interesse sind. Die Herausforderungen bestehen darin, die genaue Natur der Austauschkopplung in realen magnetischen Molekülen (sowohl isoliert als auch auf Oberflächen aufgebracht) zu verstehen, statische (z.B. magnetische Ordnung, Spin-Lokalisierung) und dynamische (z.B. Spin-Relaxation) austauschbezogene Phänomene zu untersuchen und diese mit lokalen (vor Ort) und/oder globalen (Ladungstransfer) elektronischen Anregungen zu verbinden.
 

Ziel 1: Theorie: Ableitung einer Erste-Prinzipien-Theorie zur statischen und dynamischen Projektion nichtlokalisierter, vielteiliger, mikroskopischer Spin-Austausch-Wechselwirkungen stark korrelierter magnetischer Moleküle auf lokalisierte makroskopische intra- und interatomare Wechselwirkungen

Ziel 2: Anwendungen: Berechnung phänomenologischer, makroskopischer Austauschparameter für reale magnetische Materialien und Strukturen, indem das kollektive Verhalten der Elektronen innerhalb des obigen Vielkörperformalismus berechnet und die Spindynamik magnetischer Molekülsysteme in Abhängigkeit von diesen Parametern untersucht wird