Korrelierte Spins im Quantendraht
Forscher erzeugen verschränkte Spin-Ladungszustände in einatomaren Strukturen.
Elektronen besitzen neben einer Ladung auch einen Spin, der als Eigendrehung des Elektrons verstanden werden kann. Der Spin ist leider nicht immer streng mit der Propagation des Elektrons oder den Spinzuständen anderer Elektronen korreliert. Die Kontrolle des Elektronenspins ist jedoch entscheidend für effizientere und spinbasierte Transistoren in künftigen Bauelementen. Einem internationalen Forscherteam unter Beteiligung der Uni Hannover ist es nun erstmals gelungen, den Spinzustand der Elektronen durch geschickte Manipulation des Ladungszustandes auch ohne Anlegen eines externen Magnetfeldes gezielt einzustellen.
Die Wissenschaftler konnten diesen verschränkten und unlängst prognostizierten Spin-Ladungszustand in einatomar dünnen Blei-Strukturen realisieren. Mittels hochauflösender Photoelektronen-Spektroskopie und Transportmessungen zeigte das Team, dass sich die kollektive Ordnung dieses neuen Materiezustandes aufgrund eines engen Zusammenspiels zwischen der atomaren Struktur, der Elektronendichte und der Spin-Bahn Kopplung einstellt.
Wie auf atomarer Skala Spin-Bahn-Kopplung und magnetische Effekte in niedrigdimensionalen Strukturen zusammenhängen und was deren Potential für zukünftige Anwendungen sein kann, ist aktueller Forschungsgegenstand und soll in den nächsten Jahren intensiv durch die von der DFG geförderte Forschergruppe 1700 „Metallic nanowires on the atomic scale: Electronic and vibrational coupling in real world systems“ weiter untersucht werden.
LUH / RK
