ArbeitsgruppenAG OestreichForschungsthemen
Spindynamik von zweidimensionalen TMDs

Spindynamik von zweidimensionalen Übergangsmetalldichalkogeniden

Übergangsmetalldichalkogenide (engl.: "transition metal dichalcogenides", TMDs) gehören zur neuen Generation der zweidimensionalen Halbleiterysteme und besitzen einzigartige optische Eigenschaften: Basierend auf der verringerten dielektrischen Abschirmung des niederdimen- sionalen Systems und einer hohen effektiven Masse werden die optischen Eigenschaften im Allgemeinen durch Wannier-Mott-Exzitonen mit einer hohen Bindungsenergie von Hunderten meV bestimmt. An den inäquivalenten K- und K'-Punkten der TMD-Einzellagen tritt zudem eine direkte Bandlücke auf, welche z.B. in Graphen nicht auftritt. Überdies erfahren TMDs eine starke Spin-Bahn-Wechselwirkung, welche eine große Aufspaltung der Leitungs- und Valenzbänder bewirkt und somit Tal-abhängige optische Auswahlregeln induziert. Zusammen mit dem neu geschaffenen Tal-Freiheitsgrad, auch "valley" genannt, ergibt sich ein hohes Forschungsinteresse an TMD-Einzellagen für spätere Anwendungen im Bereich der "spin-" bzw. "valleytronic".

Mikroskopaufnahme einer in hBN eingebetteten Wolframdiselenid-Einzellage
Raumtemperatur-Photolumineszenzkarte

In Zusammenarbeit mit dem weltweit renommierten LPCNO Toulouse werden hochqualitative TMD-Proben hergestellt, welche wir mit Hilfe von Standardmethoden, wie z.B. Photolumineszenz- und Reflektivitätsmessungen, charakterisieren. Desweiteren verwenden wir die schwach invasive Methode der Spin- bzw. Talrauschspektroskopie zur Bestimmung der, für spätere Anwendungen essenziellen, Spin- und Taldynamiken. Auf Grund des kontinuierlichen Fortschritts im Bereich der Probenherstellung ergibt sich langfristig eine Vielzahl an zukünftigen Forschungsmöglichkeiten. Diese beinhalten unter anderem sowohl die Verwendung von strukturierten TMD-Einzellagen als auch die Untersuchung von Heterostrukturen, welche aus mehreren TMD-Einzellagen bestehen.

ANSPRECHPARTNER

André Frauendorf
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Adresse
Appelstraße 2
30167 Hannover
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125
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PD Dr. Jens Hübner
Weitere Lehrkräfte und Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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