Einzelne magne­ti­sche Moleküle können als Bausteine für neue künst­li­che Spin-Systeme verwen­det werden, welche für die Quanten­in­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung inter­es­sant sind. Wir verwen­den Raster­tun­nel­mi­kro­sko­pie (RTM) in Kombi­na­tion mit Elektro­nen­spin­re­so­nanz (ESR) um solche Spin-Systeme auf einer Oberflä­che zu konstru­ie­ren und zu unter­su­chen. Dies ermög­licht die Unter­su­chung grund­le­gen­der Spin-Eigen­schaf­ten auf atoma­rer Skala und das Erfor­schen magne­ti­scher Phäno­mene in Multi-Spin-Systemen.

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Für zukünf­tige Quanten­tech­no­lo­gien sind moleku­lare Spins mögli­che Bausteine. Sie können sich selbst auf einer Oberflä­che zusam­men­fü­gen, was das Konstru­ie­ren von Quanten­struk­tu­ren mit wechsel­wir­ken­den Spins ermög­licht. Zusätz­lich kann die Molekül­struk­tur chemisch gestal­tet werden, was das Design der magne­ti­schen Eigen­schaf­ten ermöglicht.

Das Ziel unserer Forschung ist es, eine Vielzahl von Multi-Spin-Syste­men auf einer Oberflä­che zu konstru­ie­ren und zu unter­su­chen. Die Moleküle werden auf ein leiten­des oder isolie­ren­des Substrat gedampft und dann mittels Raster­tun­nel­mi­kro­sko­pie (RTM) unter­sucht. Neben der Selbst­or­ga­ni­sa­tion der Moleküle wird das Mikro­skop verwen­det, um weitere künst­li­che Spin-Systeme aufzu­bauen und die physi­ka­li­schen Eigen­schaf­ten der Moleküle mit räumli­cher Auflö­sung auf subato­ma­rer Skala zu unter­su­chen. In unserer Forschung konzen­trie­ren wir uns auf die Unter­su­chung der Energie­ni­veaus und Spinzu­stände der konstru­ier­ten Systeme. Dafür wird das STM mit Elektro­nen­spin­re­so­nanz (ESR) kombi­niert, um hohe Energie­auf­lö­sung zu erhal­ten und die Spinzu­stände kohärent zu manipulieren.

Somit sind wir in der Lage Spin-Physik auf atoma­rer Skala durch­zu­füh­ren, während wir die Möglich­keit haben die magne­ti­schen Eigen­schaf­ten unseres Systems zu gestal­ten. Dies wird es uns ermög­li­chen aufkom­mende magne­ti­sche Phäno­mene von Multi-Spin-Syste­men für zukünf­tige Quanten­tech­no­lo­gien zu erforschen.