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Nobody's perfect: ion-implantation in graphene alters its transport properties 
In Zusammenarbeit mit der AG Hofsäss und der Gruppe Maiti in Mumbai haben wir mittels Rastertunnelmikroskopie einzelne Stickstoff- und Bor-Atome in epitaktischem Graphen untersucht. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nano Letters veröffentlicht. Wir konnten zeigen, dass dies zu n- und p-dotierung des Materials aber auch zu zusätzlicher Elektronenstreuung im Material führt, dass den Widerstand in Höhe treibt. Dies ist unter anderem bei tiefen Temperaturen durch schwache Lokalisierung verursacht, was wir in Magnetotransport-Experimenten zeigen konnten. Viel gravierender für die Veränderungen im Transport sind aber entstehende Gitterdefekte, welche wir durch Kohlenstoff-Implantation in Graphen demonstrieren konnten. Die Studie zeigt wie atomare Substitution die Eigenschaften in 2D-Systemen beeinflussen kann und schlägt eine Brücke zwischen atomar aufgelösten Rastertunnelmessungen und globalen Transportexperimenten.
Originalveröffentlichung: P. Willke et al. Doping of Graphene by Low-Energy Ion Beam Implantation: Structural, Electronic, and Transport Properties Nanoletters (2015).
Doi: http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b01280
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Zum 77. Jubiläum: Schottky-Barriere räumlich aufgelöst! 
1938 entwickelte Walter Schottky das Modell für den nach ihm benannten elektronischen Übergang zwischen einem Halbleiter und einem Metall. Heute, 77 Jahre später ist es uns mit einer speziellen Rastertunnel-Methode gelungen, den Querschnitt dieses Textbuchproblems auf atomarer Skala zu analysieren. Die Ergebnisse sind als Editor's Suggestion in Physical Review Letters erschienen.
Originalveröffentlichung: T. Iffländer et al. Local Density of States at Metal-Semiconductor Interfaces: An Atomic Scale Study. Phys. Rev. Lett. 114, 146804 (2015).
Doi: 10.1103/PhysRevLett.114.146804. mehr...
Philip Willke gewinnt den "goldenen Albert"
Mit einem Vortrag über Graphen, einem neuen Wundermaterial aus Kohlenstoff, setzte sich unser Doktorand Philip Willke beim Einstein-Slam der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) anlässlich der DPG-Jahrestagung in Berlin gegen ein halbes Dutzend Konkurrenten durch. Knapp eintausend Zuschauer kürten ihn am Montagabend in der Berliner Urania mit weitem Abstand zum Sieger. Bei einem Slam geht es darum, seine Forschung einem breiten Publikum verständlich und unterhaltsam nahe zu bringen.
Bild: Echternkamp/Wimmer
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Die Vermessung der kleinsten Widerstände der Welt
Mit Hilfe der Rastertunnelpotentiometrie ist es uns gelungen, den Verlauf des elektrochemischen Potentials in einer Graphen-Lage mit Sub-Nanometer Auflösung zu charakterisieren. An Übergängen von ein zu zwei Graphen-Lagen sahen wir einen räumlich
sehr weit ausgedehnten Verlauf, welcher bis zu 2 Nanometer groß ist und fast vollständig in der zweiten Lage stattfindet. Dieser Landauersche Widerstandsdipol ist somit deutlich größer als der eigentliche Defekt!
Originalveröffentlichung: Philip Willke et al. Spatial extent of a Landauer residual-resistivity dipole in graphene quantified by scanning tunnelling potentiometry. Nature Communications 2015. Doi: 10.1038/ncomms7399.
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Auf der Spur des Quantum Spin Hall Effekts
In einer internationalen Kooperation mit der Arbeitsgruppe Gegenwart und Theoretikern des Naval Research Laboratories haben wir die Oberfläche von Natrium-Iridat (Na2IrO3) untersucht. Bei diesem korrelierten Elektronensystem handelt es sich um einen möglichen Kandidaten für den Quantum Spin Hall Effekt. Mit Hilfe von Rastertunnelmikroskopie und Spektroskopie konnten wir nicht nur die Abwesenheit dieses Effekt an Stufen an der Oberfläche zeigen, sondern auch, dass die Oberfläche dieses Systems deutlich komplexer ist als bisher angenommen.
Originalveröffentlichung: Felix Lüpke et al.Highly unconventional surface reconstruction of Na2IrO3 with persistent energy gap PRB(R) Doi:10.1103/PhysRevB.91.041405
In unserer neuesten Veröffentlichung haben wir die magnetische Wechselwirkungen von einzelnen Eisenatomen in einem Kupferkristall untersucht. Deren elektronische Struktur wird durch die Ausbreitung von Elektronenwellen an der Oberfläche sichtbar und können dann mittels der Rastertunnelmikroskopie und -spetroskopie untersucht werden. Die Wechselwirkung von magnetischen Atomen wie Eisen wird auf dieser Skala durch verschiedene Effekte beschrieben, den Kondo-Effekt und die Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida-Wechselwirkung (kurz: RKKY-Wechselwirkung). Der Übergang zwischen den beiden ist Gegenstand aktueller Forschung und wird in dieser Veröffentlichung mit Hilfe theoretischer Rechnungen adressiert.
Originalveröffentlichung: Henning Prüser et al. Interplay between Kondo effect and Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction.
Philip Willke erreicht 3. Platz beim Science Slam in Hannover
Doktorand Philip Willke hat sich mit seinem Vortrag zum Thema Graphen gegen die Konkurrenz behauptet: Vor über 300 Zuschauern in der Hochschule Hannover erreichte er den 3. Platz. Bei einem Science Slam, der hier von der Ideenexpo GmbH organisiert wurde, geht es darum, unterhaltsam und anschaulich seine Forschung in 10 Minuten zu erklären. Philip Willke zeigte dabei, welche besonderen Eigenschaften Graphen hat und wie wir die Rastertunnelmikroskopie nutezn um dieses neue Material mikroskopisch zu charakterisieren.
Den Vortrag finden Sie
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