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Elektronen and Spin Transport in Weicher Kondensierter Materie: Von Grundlegenden Eigenschaften zu Anwendungen

(Emmy Noether-Nachwuchsgruppe)




title: Elektronen and Spin Transport in Weicher Kondensierter Materie: Von Grundlegenden Eigenschaften zu Anwendungen
agency:Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG
program: Emmy Noether-Nachwuchsgruppe
time frame:2014-2017
web page: http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/243752782

description:

Die Zielstellung des Projektes ist es, die Forschung im Bereich des Elektronik und Spintronik in organischen Halbleitern wesentlich voranzubringen. Wir möchten mit unseren Beiträgen sowohl elementare Einsichten in grundlegende Mechanismen des Ladungs- und Spintransports geben und dabei Lokalisierungseffekte und Spinrelaxierungs-Mechanismen untersuchen als auch Fragestellungen über anwendungsrelevante Systeme unter Berücksichtigung ihrer atomaren und molekularen Materialeigenschaften studieren. Das Projekt wird am Lehrstuhl von Prof. Cuniberti an der Technischen Universität Dresden durchgeführt und wird von diversen experimentellen Kollaborationen in Dresden und innerhalb Europas profitieren. Ein Schwerpunkt des Projektes ist die Simulation von Ladungstransport-Prozessen in dotierten organischen Halbleitern die aufgrund ihrer Funktionalität in organischen LEDs oder organischen Solarzellen eingesetzt werden. Durch die Verwendung hocheffizienter Simulationsmethoden können wir den mikroskopischen Einfluss solcher Dotierungsmoleküle innerhalb der organischen Matrix auf den makroskopischen Ladungstransport im Rahmen des Kubo-Fomrialismus studieren und anhand dieser Untersuchungen Vorschläge zur Verbesserung der Transporteigenschaften unterbreiten. Die extrem hohe Leistungsfähigkeiten der verwendeten Computer-Codes erlaubt nicht nur Ladungstransport zu beschreiben, sondern auch Magnetotransport und spinabhängige Transportphänomene zu studieren, und nicht zuletzt die Simulation von Hall-Transport, der aktuell auch in verschiedenen organischen Halbleitern untersucht wird. Diese Leistungsfähigkeit erlaubt es uns neben den genannten Dotierungssystemen auch so fundamentale Aspekte wie die Ladungsträgerfokalisierung zu studieren, die eine wichtige Unbekannte bei der Transport- Modellierung ist. Die Untersuchungen zu Spinrelaxierung und -transport in organischen Halbleitern, mit dem Ziel ein grundlegendes Verständnis von Spintransporleigenschaften zu erlangen, vervollständigen die Forschungslinien in diesem Projekt. Die Philosophie des Projektes lässt sich am besten mit den Worten Hegels zusammenfassen: „Wahrheit ist konkret". Dieser Satz hat hier zwei Bedeutungen. Zuerst dahingehend, dass die Ausrichtung der Forschung komplementäre experimentelle Aktivitäten in Dresden und außerhalb Deutschlands einbezieht, um die theoretischen Vorhersagen nachzuweisen und zweitens, dass immer ein konkretes prototypisches System analysiert wird, bei dem dessen mikroskopische Materialparameter in der Modellierung verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass in den verwendeten Multiskalenansatz die quantenmechanische Beschreibung der Materialien eingehen, die auf ab initio Niveau berechnet werden. Die Verbindung von Transportmodellierung und ab initio Materialparameter wird tiefere Einblicke gewähren und hat das Potential neue physikalische Sachverhalte aufzudecken und den Experimentatoren wertvolle Rückkopplung zu geben.



last modified: 2017.09.19 Di
author: webadmin

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Prof. Dr. Gianaurelio Cuniberti
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