Aufbauend auf den bisherigen Arbeiten wird das TP weiterhin elektronische Eigenschaften von metallischen Nanostrukturen untersuchen, welche Auswirkungen auf ihre Funktio­nalität offerieren. Hierfür werden die Nanostrukturen selbst über Selbstorganisation von Mizellen oder Kolloiden präpariert und ihre direkten Eigenschaftskontraste, wie sie bei der Deposition von Nanoteilchen auf einem Substrat entstehen, ebenso genutzt wie die indirekten, wenn die Teilchen zunächst als Maske für einen Ätzprozess dienen, der dann erst zum Kontrast führt. Neben Untersuchungen an Einzelstrukturen, speziell Nano-Teilchen und -Säulen, soll als neuer Schwerpunkt das funktionale Verhalten von Ensembles solcher Strukturen in den Vordergrund rücken. Dabei wird im Vergleich zu den bisherigen Arbeiten die Rolle des Elektronenspins bei Anregungen und Transport zusätzlich untersucht und genutzt werden.

Im Fall einzelner Nanostrukturen liegt der Schwerpunkt auf Untersuchungen zur lokalen Zustandsdichte (LDOS) mittels Rastertunnel-Spektroskopie (STS), die jetzt aber nach Aufbau der Tieftemperaturapparatur bei Temperaturen bis zu 5 K durchgeführt werden kann. Dadurch öffnet sich die Perspektive neben der Größenabhängigkeit elektronischer Zustände auch Effekte einer Tunnel-induzierten effektiven Temperatur von Nanoteilchen oder sogar inelastische Prozesse zu studieren. Ergänzt werden die STS-Messungen durch elektronenspektroskopische (XPS, XAS) Untersuchungen insbesondere am Synchrotron BESSY II. In diesem Teil werden Au, Pt, Pd, In Nanoteilchen, deren Präparation weitestgehend beherrscht wird, im Vordergrund stehen. Neu aufgenommen in das Methodenspektrum wird das Spin-abhängige Tunneln mit der Perspektive, spinabhängig die LDOS magnetischer Nanoteilchen wie Fe, Co, FePt analysieren zu können. Unter diesem Aspekt ist TP B6 eng verknüpft mit TP C7. Zusätzlich sollen auch durch ferromagnetische Nanoteilchen lokal modulierte supraleitende Schichten präpariert und charakterisiert werden.

Um im Fall von Teilchen-Ensembles zu einer konkreten Funktionalität durch künstlich erzeugte Eigenschaftskontraste zu kommen, sollen nicht-magnetische Anordnungen von Coulomb-blockierten Nanoteilchen, z.B. Au/Al2O3/Nb durch eine dünne SiO2 Isolator­schicht von einander galvanisch getrennt und dann mit einer optisch transparenten Gegenelektrode (ITO) abgedeckt werden. Bei Wahl eines geeigneten Arbeitspunktes der Spannung zwischen ITO- und Nb-Elektrode nahe dem Coulomb-Gap wird bei Einstrahlung von Licht das Auftreten einer zusätzlichen Gleichstromkomponente erwartet (Gleichrichter-Effekt). Dieser Effekt soll nachgewiesen und optimiert werden.

Im Fall von "Säulen-Ensembles" liegt die Zielfunktion im Bereich der Magnetfeldsensorik. Dazu sollen Anordnungen von einzeln ansprechbaren Nanosensoren präpariert werden, die auf dem "Riesenmagnetowiderstand" (GMR) beruhen. Ausgangspunkt hierzu sind die in TP G2 erarbeiteten Nano­litho­graphiemethoden, die zur Herstellung weit auseinander­gezogener Nanoporen in a-Si-Filmen genutzt werden können, wobei die Filme zuvor auf beliebigen Metallschichten aufgebracht wurden. Wählt man als Metallschicht Co und füllt die Poren im a-Si-Film mit Cu gefolgt von Co, so erhält man lokale Co/Cu/Co-GMR-Sensoren, die dann von oben kontaktiert werden. Hochgepackte GMR-Arrays wären ideale Ausleseeinheiten für Magnetfeldvariationen.