Leitfähigkeit in niedrigen Dimensionen

Die elektronischen Eigenschaften niedrig dimensionaler Systeme sind eng verwand mit ihren geometrischen Strukturen. In ein- oder zweidimensionalen Systemen ist das Elektronen-Confinement wichtig, da sie zu einem Anstieg der Elektronenkorrelation mit starken Abweichungen von der Fermiflüssigkeit und zur Bildung der Luttinger-Flüssigkeit führt. Besonders in eindimensionalen Systemen wird die erhöhte Wechselwirkung von Instabilitäten begleitet. Wechselwirkungen zwischen Lagen, Spin und Ladung verursachen Ladungs- und Spindichtewellen, die die Energie herabsetzen und zu Metal-Isolator-Übergängen beim Elektronentransport eines solchen Systems führen.

Ein- oder zweidimensionale Systeme können im allgemeinen nicht im freien Raum existieren. Sie werden entweder über stark anisotrope Kristalle und Polymere oder unterstützende Oberflächen realisiert und dadurch angenährt. Besonderes adsorbierende Lagen, welche Kettenstrukturen auf Substraten wie Si(111) formen, erlauben eine genaue Vorstellung über die Beziehung zwischen geometrischen und elektronischen Eigenschaften quasi-eindimensionaler Systeme. Es sind die energetischen, elektronischen und relaxationalen Wechselwirkungen zwischen dem unvermeidbaren Substrat und dem Adsorbat, die die eigentliche Dimensionalität des Systems bestimmen.

Unsere Forschung in diesem Gebiet fokussiert sich auf die Beziehung zwischen Struktureigenschaften und Transporteigenschaften in isotropen und anisotropen zweidimensionalen Systemen, welche im Extremfall als eindimensional betrachtet werden können. Ein besonders faszinierendes Beispiel ist das Pb/Si(557)-System. Hierbei darf nicht vernachlässsigt werden, dass die Oberflächenzustände der Grenzfläche eine wichtige Role spielen. Ein- oder zweidimensionale Leitfähigkeitseigenschaften werden dabei als ein Ergebnis von adsorbierter Schicht und Grenzschicht angesehen. Strukturelle Untersuchungen finden mit LEED und STM statt, wobei Gleichstrom- und Magnetleitfähigkeitseigenschaften im mesoskopischen und makroskopischen Bereich gemessen werden.

• Leitfähigkeit in Pb-induzierten Ketten Strukturen
  
• Plasmon Moden in adsorbierten Cs Lagen
• Epitaxial Metall Nanodräten in Si/SiO₂ Masken