Transporttheorie funktionaler Nanostrukturen in Graphen und Nanotubes

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In dem Projekt soll der Transport durch funktionale Nanostrukturen in Graphen und Nanotubes theoretisch untersucht werden. Dazu streben wir an, eine Kombination aus analytischen und numerischen Methoden zu nutzen. Die anvisierte analytische Methode basiert auf einer von uns entwickelten Generalisierung der Landauer-Transporttheorie für Dirac-Elektronen in Graphen. Wir möchten mit dieser Methode, den Transport durch interessante Nanostrukturen wie z.B. Aharonov-Bohm-Ringe und Y-Verzweigungen untersuchen. Mit der numerischen Methode der rekursiven Greens Funktionen möchten wir den Transport durch Graphen Tight-Binding-Gitterstrukturen simulieren und hier zum einen Unordnungsphänomene und zum anderen unregelmässige Ränder untersuchen. Beides ist von hoher experimenteller Relevanz. In Kohlenstoff-Nanotubes interessieren wir uns vor allem für spinabhängigen Transport. Wir haben vor kurzem gezeigt, dass die Spin- relaxation in Nanotube-Quantenpunkten durch Spin-Bahn-Kopplung und Elektron-Phonon-Kopplung sehr stark sein kann. Daher möchten wir den Einfluss der Spin-Bahn-Kopplung auf den spinabhängigen Transport durch Nanotubes gekoppelt an ferromagnetische Reservoire besser verstehen. Wir würden dies zunächst für freie Elektronen tun und später die gewonnenen Resultate auf die Situation mit Elektron-Elektron-Wechselwirkung verallgemeinern.