Dritter Förderzeitraum 2024-2027:
A09 Spin+Molekülstruktur: Kontrolle von Molekül/Magnet-Hybridsystemen durch Moleküldesign
Prof. Dr. Eva Rentschler (Institut für Anorganische und Analytische Chemie, JGU)
JProf. Dr. Angela Wittmann (Institut für Physik, JGU)
Das Projekt A09 erforscht die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen an hybriden Einzelmolekülmagneten / Metall-Grenzflächen. Die beiden Hauptziele sind: Kontrolle von Hybridisierungseffekten und Kontrolle der magnetischen Eigenschaften von hybriden Molekül/Metall-Systemen durch Moleküldesign. Zu diesem Zweck werden wir einen komplementären Ansatz verwenden, der Untersuchungen der molekularen Systeme im Festkörper mit der Röntgenspektroskopie, Magnetotransportmessungen und Magnetometrie an der hybriden Grenzfläche kombiniert.
Zweiter Förderzeitraum 2020-2023:
A09 Spin+Interfacial-Exchange: Austauschwechselwirkung von Einzelmolekülmagneten an ferromagnetischen Oberflächen
Prof. Dr. Hans-Joachim Elmers (Institut für Physik, JGU)
Prof. Dr. Eva Rentschler (Institut für Anorganische und Analytische Chemie, JGU)
Ziel des Projekts A09 ist es, einen tieferen Einblick in die fundamentalen Spin-Phänomene der Spin-Spin-Wechselwirkung in einzelnen molekularen Magneten auf Basis von Metallkronen-Systemen zu gewinnen und die Mechanismen der Austauschwechselwirkung an hybriden molekular-ferromagnetischen Grenzflächen zu untersuchen. Die Anwendung der molekularen Spintronik erfordert die Kontrolle der intra- und intermolekularen Wechselwirkungen, letztere über Schnittstellen zur Außenwelt auf molekularer Ebene. Wir streben diese Kontrolle an, indem wir die Austauschkopplung an eine ferromagnetische Elektrode untersuchen, die durch magnetische oder elektrische Felder in beliebige Richtungen geschaltet wird.
Erste Förderperiode 2016-2019:
A09 Spin+Interfacial-Exchange: Austauschwechselwirkung von Einzelmolekülmagneten an ferromagnetischen Oberflächen
Prof. Dr. Hans-Joachim Elmers (Institut für Physik, JGU)
Prof. Dr. Eva Rentschler (Institut für Anorganische und Analytische Chemie, JGU)
Im Projekt A09 arbeiten PIs aus dem Fachbereich Chemie und Physik eng zusammen, um die Rolle der Spin-Spin-Wechselwirkungen von Einzelmolekülmagneten (SMMs), die auf ferromagnetischen Oberflächen abgeschieden werden, zu untersuchen. Im Hinblick auf spintronische Bauelemente mit molekularen Komponenten ist einer der wichtigsten Schritte das Verständnis der Wechselwirkung der molekularen magnetischen Momente mit einer ferromagnetischen Oberfläche. Unter Berücksichtigung quantenmechanischer Vielteilchen-Wechselwirkungen können die Eigenschaften dieser hybriden Systeme nicht durch Addition von Paarwechselwirkungen beschrieben werden und zeigen daher echtes kollektives Verhalten. Jede Anwendung der molekularen Spintronik erfordert eine Kontrolle auf molekularer Ebene über Schnittstellen zur Außenwelt. Diese Kontrolle kann durch die Austauschkopplung an eine ferromagnetische Elektrode erreicht werden, die ihrerseits durch magnetische oder elektrische Felder geschaltet werden kann. Für ein solches angestrebtes Gerät ist eine detaillierte Kenntnis der Intra-, Inter- und Grenzflächenaustauschwechselwirkung von größter Bedeutung. Als Modellfall werden wir uns auf X(II)[12-MCY(III)N(Shi)-4] Metallkronen konzentrieren, wobei X(II),Y(III) 3d-Metall-Ionen sind. Metallacrowns mit ihrer charakteristischen Anordnung von Spin-Zentren bieten einen einzigartigen Ansatz für neue Einzelmolekülmagnete mit einem High-Spin-Grundzustand und einer großen effektiven Anisotropie-Barriere für die Magnetisierungsumkehr.
Ziel 1: Bestimmung der intramolekularen Austauschwechselwirkungen in heterometallischen Metallkronen
Ziel 2: Verständnis der Austauschkopplung von SMMs mit ferromagnetischen metallischen Grenzflächen