Electromechanical properties of suspended graphene

• Antragsteller: Professor Dr. Felix von Oppen, seit 4/2016
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172371789

In den letzten Jahren hat sich Graphen als eins der attraktivsten Materialien zur Realisierung von nanoelektromechanischen Systemen hoher Güte herauskristallisiert. Diese Tatsache beruht insbesondere auf Graphens hoher Flexibilität, seiner Stabilität gegenüber Deformation und Reissen und seiner niedrigen Masse sowie seinen hohen elektronischen Mobilitäten und Kontrolle des elektronischen Transports über Gateelektroden oder Verzerrungen. Neue Physik kommt zusätlich über die Dirac-Natur der Ladungsträger ins Spiel. Freistehendes Graphen zeigt sogar neue Quanten-Hall-Zustände. Hier beantragen wir die Fortsetzung und Erweiterung unserer Forschung zum Wechselspiel von elektronischen und mechanischen Freiheitsgraden in Graphen und Graphen-basierten Strukturen, wobei wir insbesondere an Nichtgleichgewichtseffekten interessiert sind. Wesentliche Ergebnisse der ersten Förderperiode betreffen die phononeninduzierte Temperaturabhängigkeit des Widerstands sowohl für Mono- als auch für Doppellagen. Als ersten Schritt in Richtung einer Theorie von Graphen-Resonatoren haben wir eine allgemeine Streutheorie für nanoelektromechanische Systeme entwickelt. In der kommenden Förderperiode soll nun diese auf Graphen-Resonatoren in verschiedenen Regimen angewendet werden. Motiviert durch aktuelle Experimente soll dann insbesondere das Quanten-Hall-Regime untersucht werden, sowohl mit der Frage, inwiefern die die Quanten-Hall-Zustände durch mechanische Vibrationen beeinflusst werden als auch die Frage wie der Quanten-Hall-Zustand mechanisch detektiert werden kann. Schliesslich planen wir, Graphen-Resonatoren im Quanten-Regime sowie eine besonders interessante optischer Phononen (Kekule-Moden) zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1459: Graphene
• Ehemalige Antragstellerin: Professorin Dr. Silvia Viola Kusminskiy, bis 3/2016