Untersuchung des Einflusses konischer Kreuzungen auf die optoelektronischen Eigenschaften von Festkörperdefekten für neuartige Quantentechnologien.

• Antragsteller: Dr. Ronald Ulbricht
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 337516874

Festkörperdefekte in Materialien wie Diamant und Siliziumkarbid, mit Stickstoff-Fehlstellen-Zentren in Diamant als bekanntestem Beispiel, erfreuen sich großer Beliebtheit um Quanteneffekte für eine Vielzahl potenzieller Anwendungen, z.B. in der Quanteninformation und -kryptographie, nutzbar zu machen. Sie finden auch Einsatz als Magnetfeld- und Temperatursensoren auf Nanoskalen, und als fluoreszente Biomarker und Einzelphotonenquellen.Das Ziel der hier vorgestellten Arbeit ist es, den Einfluss sogenannter konischer Kreuzungen auf spezifische optoelektronische Eigenschaften von drei prominenten Defekten mittels ultraschneller Spektroskopiemethoden zu untersuchen, d.h. durch Experimente mit Femtosekundenlasern. Konische Kreuzungen sind ein verbreitetes Phänomen in vielen Molekülen und bekannt dafür, außergewöhnlich schnelle photochemische Reaktionen zu ermöglichen. Diese konische Kreuzungen können auch in Festkörperdefekten auftreten, jedoch wurde ihr Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften dieser Defekte bislang vernachlässigt.Das zugrunde liegende Konzept dieser Arbeit folgt einem interdisziplinären Ansatz, in dem experimentelle Methoden, welche vordergründlich in der Molekülspektroskopie eingesetzt werden, auf das Forschungsgebiet der Festkörperdefekte übertragen werden. Damit werden elektronische Anregungen und Schwingungsdynamiken der Defekte erforscht, welche durch konische Kreuzungen beeinflusst werden. Die experimentellen Methoden beinhalten transiente Absorptionsspektroskopie, Femtosekunden-stimulierte Ramanspektroskopie und zweidimensionale kohärente optische Spektroskopie.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Singapur
• Gastgeber: Professor Dr. Zhi-Heng Loh