Quanten Resonanz in selbstorganisierter Nanoelektronik

Die fortlaufende Miniaturisierung auf dem Gebiet von kleinsten, funktionellen elektronischen Bauteilen, wie sie etwa auf Computer-Chips zum Einsatz kommen, erfordert die Entwicklung immer neuer Technologien. Eine denkbare Möglichkeit ist der Einatz von einzelnen Molekülen als die logischen Einheiten des Bauelements. Notwendigerweise müssen diese Moleküle aber auf einer Oberfläche angeordnet werden, um sie mit der Aussenwelt zu verbinden. Eine sehr vielversprechende Art und Weise, spezielle Moleküle hochgeordnet auf Oberflächen anzubringen ist die Herstellung eines "Self Assembled Monolayers". Viele, identische Moleküle werden in geordneter Form nebeneinander auf einer Oberfläche chemisch gebunden. Es entsteht so eine Schicht, die nur so hoch ist, wie ein Molekül lang ist. Die Moleküle in dieser Schicht lassen sich dann kontaktieren und als Schaltelemente verwenden. Modernste Laborausrüstung macht es heute möglich, molekülgrosse Objekte auf Oberflächen zu strukturieren, zu visualisieren und zu analysieren. Allerdings sind auf dieser Grössenskala fast alle messbaren Effekte von quantemechanischer Natur. Die Interpratation von Messdaten und der zugrundeliegenden Physik ist daher nicht immer ganz einfach. Ziel diese Projektes ist es, eine geschlossene Methodik aufzubauen, quantenmechanische Simulationsrechnung an Molekül-Oberflächensystemen durchzuführen. Diese Berechnungen sollen an möglichst realistischen Sytemen durchgeführt werden, was bisher aufgrund deren Grösse nicht möglich war. Mit Hilfe von Supercomputern und speziellen Techniken, soll es möglich gemacht werden, Messdaten zuverlässig zu erklären und vorherzusagen. Die Eigenschaften von molekularen Schaltelementen sollen auf einer mikroskopischen Ebene verstanden werden, um diese Technologie effektiv weiterentwickeln zu können.