Quantum-mechanical description of electron transfer in scanning tunneling microscopy

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Die Theorie des Elektronentransfers bei der Rastertunnelmikroskopie von größeren Adsorbaten, wie z.B. Porphyrin-Molekülen im Vakuum, soll Gegenstand dieses Projekts sein. Anders als beim Tunneln von Elektronen durch kleinere Adsorbate gibt es bei größeren Molekülen viele Moden, die nicht direkt am Elektronentransfer beteiligt sind, aber Energie aufnehmen können. Diesem soll dadurch Rechnung getragen werden, dass diese zusätzlichen Moden durch ein thermisches Bad modelliert werden. Gleichzeitig können mit Hilfe der Ankopplung an ein Bad auch vibronische Relaxationen des Adsorbats durch Elektron-Loch-Paar- und Phononen-Bildung im Substrat beschrieben werden. Um in einem solchen System die Transferraten korrekt berechnen zu können, muss die dissipative Quantendynamik beschrieben werden. Das soll mit Hilfe der Reduzierten-Dichtematrix-Theorie geschehen. Eine bestehende Theorie soll an die hier betrachtete Fragestellung angepasst und erweitert werden. Die vollständig quantenmechanische Betrachtung, in die auch zusätzliche Laserfelder eingehen können, erlaubt die Beschreibung von orts- und auch zeitaufgelösten Messungen, die in den nächsten Jahren experimentell realisierbar sein werden und an denen jetzt schon mehrere experimentelle Gruppen arbeiten.