@article{HsuKuegelKemmeretal.2016,
  author    = {Hsu, Pin-Jui and K{\"u}gel, Jens and Kemmer, Jeannette and Toldin, Francesco Parisen and Mauerer, Tobias and Vogt, Matthias and Assaad, Fakher and Bode, Matthias},
  title     = {Coexistence of charge and ferromagnetic order in fcc Fe},
  series = {Nature Communications},
  volume    = {7},
  journal   = {Nature Communications},
  doi       = {10.1038/ncomms10949},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-173969},
  year      = {2016},
  abstract  = {Phase coexistence phenomena have been intensively studied in strongly correlated materials where several ordered states simultaneously occur or compete. Material properties critically depend on external parameters and boundary conditions, where tiny changes result in qualitatively different ground states. However, up to date, phase coexistence phenomena have exclusively been reported for complex compounds composed of multiple elements. Here we show that charge- and magnetically ordered states coexist in double-layer Fe/Rh(001). Scanning tunnelling microscopy and spectroscopy measurements reveal periodic charge-order stripes below a temperature of 130 K. Close to liquid helium temperature, they are superimposed by ferromagnetic domains as observed by spin-polarized scanning tunnelling microscopy. Temperature-dependent measurements reveal a pronounced cross-talk between charge and spin order at the ferromagnetic ordering temperature about 70 K, which is successfully modelled within an effective Ginzburg-Landau ansatz including sixth-order terms. Our results show that subtle balance between structural modifications can lead to competing ordering phenomena.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kuegel2015,
  author    = {K{\"u}gel, Jens},
  title     = {3d-{\"U}bergangsmetallphthalocyanin-Molek{\"u}le auf Metalloberfl{\"a}chen: Der Einfluss der d-Orbitalbesetzung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121059},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Dissertation wird die Untersuchung von 3d-{\"U}bergangsmetallphthalocyanin- Molek{\"u}len ({\"U}MPc) - quadratisch-planaren organischen Molek{\"u}len, welche im Zentrum ein 3d-{\"U}bergangsmetallion besitzen - auf metallischen Oberfl{\"a}chen vorgestellt. Der Fokus dieser Arbeit liegt dabei auf dem Einfluss der d-Orbitalbesetzung auf die magnetischen, elektronischen und strukturellen Eigenschaften der adsorbierten Molek{\"u}le, die mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie charakterisiert wurden. Die gewonnen Ergebnisse werden zum Teil mit theoretischen Berechnungen analysiert und interpretiert. Die erste H{\"a}lfte der experimentellen Auswertung behandelt die Untersuchung dieser Molek{\"u}le auf Ag(001) in Hinblick auf die Existenz einer magnetischen Wechselwirkung, bei der ein unkompensiertes magnetisches Moment des Molek{\"u}ls durch die Substratelektronen abgeschirmt wird. Dieser Effekt wird als Kondo-Abschirmung bezeichnet und erzeugt in der Zustandsdichte des Molek{\"u}ls eine Resonanz am Fermi-Niveau. Die Messungen zeigen, dass diese Resonanz ausschließlich am Zentralion von MnPc vorgefunden wird, wohingegen sie bei allen anderen 3d-{\"U}bergangsmetallphthalocyanin-Molek{\"u}len, die eine h{\"o}here d-Orbitalbesetzung besitzen, nicht vorhanden ist. Anhand theoretischer Berechnungen kann die Ursache f{\"u}r dieses Verhalten darauf zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden, dass von allen d-Orbitalen einzig das dz2-Orbital mit dem Substrat geeignet hybridisiert, um eine Kondo-Abschirmung zu erzeugen. Da ausschließlich MnPc einen unkompensierten Spin in diesem Orbital besitzt, kann die An- bzw. Abwesenheit des Kondo-Effekts auf die unterschiedliche Besetzung des dz2-Orbitals zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Neben der eben erw{\"a}hnten Kondo-Resonanz ist bei MnPc ein weiteres Merkmal am Fermi- Niveau {\"u}berlagert. Durch die Analyse der r{\"a}umlichen Verteilung, den Vergleich mit anderen Molek{\"u}len und der Manipulation des MnPc-Molek{\"u}ls kann gezeigt werden, dass es sich bei diesem Merkmal um einen d-Orbitalzustand handelt. Die Manipulation des Molek{\"u}ls durch gezieltes Entfernen von Wasserstoffatomen erm{\"o}glicht dar{\"u}ber hinaus die St{\"a}rke der Kondo-Abschirmung zu beeinflussen. In der zweiten H{\"a}lfte der experimentellen Auswertung werden Molek{\"u}le auf bismutinduzierten Oberfl{\"a}chenlegierungen der Edelmetalle Cu(111) und Ag(111) untersucht. Diese Legierungen zeichnen sich durch einen ausgepr{\"a}gten Rashba-Effekt aus, der durch eine Aufspaltung der Parabeldispersion und Aufhebung der Spin-Entartung im zweidimensionalen Elektronengas der Oberfl{\"a}chenlegierung charakterisiert ist. Das Wachstumsverhalten von CuPc und MnPc auf diesen Oberfl{\"a}chen zeigt ein sehr gegens{\"a}tzliches Verhalten. W{\"a}hrend bei MnPc die Substrat-Molek{\"u}l-Wechselwirkung dominant ist, wodurch diese Molek{\"u}le immer einen festen Adsorptionsplatz auf der Oberfl{\"a}che besitzen, ist diese Wechselwirkung bei CuPc schwach ausgepr{\"a}gt. Aus diesem Grund wandern die CuPc-Molek{\"u}le zu den Stufenkanten und bilden Cluster. Das unterschiedliche Wachstumsverhalten der Molek{\"u}le l{\"a}sst sich auf die partiell-gef{\"u}llten d-Orbitale von MnPc zur{\"u}ckf{\"u}hren, die aus der Molek{\"u}lebene ragen, mit dem Substrat hybridisieren und damit das Molek{\"u}l an das Substrat binden. Bei CuPc hingegen sind diese d-Orbitale gef{\"u}llt und die Hybridisierung kann nicht stattfinden. Im letzten Abschnitt werden die elektronischen und magnetischen Eigenschaften von MnPc auf diesen Substraten behandelt, die einige Besonderheiten aufweisen. So bildet sich durch die Adsorption des Molek{\"u}ls auf den Oberfl{\"a}chen eine Grenzschichtresonanz aus, die eine partielle F{\"u}llung erkennen l{\"a}sst. Spektroskopiedaten, aufgenommen am Ort der Grenzschichtresonanz, weisen eine symmetrisch um das Fermi-Niveau aufgespaltene Resonanz auf. Die Intensit{\"a}t der unter- und oberhalb der Fermi-Energie befindlichen Resonanz zeigen dabei ein komplement{\"a}res Verhalten bzgl. der jeweiligen Lage auf der Grenzschichtresonanz: An den Orten, an denen die Resonanz unterhalb des Fermi-Niveaus ihre maximale Intensit{\"a}t besitzt, ist die Resonanz oberhalb des Fermi-Niveaus nicht vorhanden und umgekehrt. Diese experimentellen Beobachtungen werden mit einem Modellansatz erkl{\"a}rt, welcher die Wirkung eines effektiven Magnetfeldes und eine Spin-Filterung postuliert.},
  subject      = {Phthalocyanin},
  language  = {de}
}
@article{KuegelKarolakKroenleinetal.2018,
  author    = {K{\"u}gel, Jens and Karolak, Michael and Kr{\"o}nlein, Andreas and Serrate, David and Bode, Matthias and Sangiovanni, Giorgio},
  title     = {Reversible magnetic switching of high-spin molecules on a giant Rashba surface},
  series = {npj Quantum Materials},
  volume    = {3},
  journal   = {npj Quantum Materials},
  doi       = {10.1038/s41535-018-0126-z},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-230866},
  year      = {2018},
  abstract  = {The quantum mechanical screening of a spin via conduction electrons depends sensitively on the environment seen by the magnetic impurity. A high degree of responsiveness can be obtained with metal complexes, as the embedding of a metal ion into an organic molecule prevents intercalation or alloying and allows for a good control by an appropriate choice of the ligands. There are therefore hopes to reach an "on demand" control of the spin state of single molecules adsorbed on substrates. Hitherto one route was to rely on "switchable" molecules with intrinsic bistabilities triggered by external stimuli, such as temperature or light, or on the controlled dosing of chemicals to form reversible bonds. However, these methods constrain the functionality to switchable molecules or depend on access to atoms or molecules. Here, we present a way to induce bistability also in a planar molecule by making use of the environment. We found that the particular "habitat" offered by an antiphase boundary of the Rashba system BiAg2 stabilizes a second structure for manganese phthalocyanine molecules, in which the central Mn ion moves out of the molecular plane. This corresponds to the formation of a large magnetic moment and a concomitant change of the ground state with respect to the conventional adsorption site. The reversible spin switch found here shows how we can not only rearrange electronic levels or lift orbital degeneracies via the substrate, but even sway the effects of many-body interactions in single molecules by acting on their surrounding.},
  language  = {en}
}