Substrate-supported atomic-scale In nanowires: Structure, phase transition and spectroscopic properties

In dem Projekt wurde ein nichttrivialer Beitrag zu der seit Jahrzehnten sehr intensiv geführten Debatte um die Struktur, die spektroskopischen Eigenschaften sowie den Metall- Halbleiter-Übergang von Substrat-gestützten In-Nanodrähten geleistet: • der Tieftemperatur-Grundzustand wurde durch den Vergleich von Quantentransportrechnungen und berechneter optischer Eigenschaften mit dem Experiment identifiziert. • die Mechanismen der Leitwertreduktion der In-Nanodrähte durch die Adsorption von Fremdatomen wurden identifiziert, • es erfolgte der Nachweis von zwei wohldefinierten, strukturellen Phasen der Nanodrähte die Anlaß zu metallischem bzw. halbleitendem Verhalten geben, • der Mechanismus des Phasenübergangs selbst konnte durch die konzertierte Aktion von Rotations- und Scherungsmoden der Nanodrähte erklärt werden und • die Schwingungsentropie wurde als mai3gebhche Triebkraft für den Metall-Halbleiter- Übergang der Nanodrähte identifiziert. Damit wurden alle wesenthchen Zielsetzungen des Projekts erreicht. Ein Reihe von Reihe von Fragestellungen (Molekulardynamiksimulationen des Phasenübergangs, nichtharmonische Effekte in den Phononenspektren, Einfluß von Dotieratomen auf den Phasenübergang) werden gegenwärtig von Dr. Simone Sanna in der Gruppe des Antragstellers weiter bearbeitet.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

Hexagon versus trimer formation in In nanowires on Si(111): Energetics and quantum conductance, Phys. Rev. Lett. 98 (2007), 026105

A. A. Stekolnikov, K. Seino, F. Bechstedt, S. Wippermann, W. G. Schmidt, A. Calzolari, M. Buongiorno Nardelli

Quantum conductance of In nanowires on Si(111) from first principles calculations, Surf. Sci. 601 (2007), 4045

S. Wippermann, W. G. Schmidt, A. Calzolari, M. B. Nardelli, A. A. Stekolnikov, K. Seino, F. Bechstedt

Adatom-Induced Conductance Modification of In Nanowires: Potential-Well Scattering and Structural Effects, Phys. Rev. Lett. 100 (2008), 106802

S. Wippermann, N. Koch, W. G. Schmidt

Optical anisotropy of the In/Si(111)(4x1)/(8x2) nanowire array, Surf. Sci. 603 (2009), 247

S. Wippermann, W. G. Schmidt

Structure of Si(111)-In Nanowires Determined from the Midinfrared Optical Response, Phys. Rev. Lett. 102 (2009), 226805

S. Chandola, K. Hinrichs, M. Gensch, N. Esser, S. Wippermann, W. G. Schmidt, F. Bechstedt, K. Fleischer, J. F. Mcgilp

Entropy Explains Metal-Insulator Transition of the Si(111)-In Nanowire Array, Phys. Rev. Lett. 105 (2010), 126102

S. Wippermann, W. G. Schmidt

First-principles investigation of CO adsorption on Pt/Ge(001)-(4x2), Comp. Mat. Sci. 49 (2010), 895

A. V. Krivosheeva, S. Sanna, W. G. Schmidt