Augerprozesse in selbstorganisierten Quantenpunkten

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Martin Geller; Dr. Arne Ludwig
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 383065199

Der Auger-Effekt ist ein Vielteilchen-Streueffekt und von großer Bedeutung in der Materialanalyse (Auger-Spektroskopie) und für die optischen Eigenschaften von z. B. Halbleiter-Nanopartikeln, welche als Fluoreszenzmittel bereits kommerziell in Flachbildschirmen Verwendung finden. Der Auger-Prozess ist in solchen kolloidalen Nanopartikeln einer der entscheidenden Prozesse, der die optischen Eigenschaften verschlechtert, da die Energie nichtstrahlend dissipiert. Dabei kommt es zu Umladungen und damit einhergehend einem spektralen Verschieben (spectral wandering) und Ein-/Ausschalten der Emissionsline (blinking). In einzelnen selbstorganisierten Quantenpunkten wurde der Auger-Effekt bisher vernachlässigt. Das hier vorgestellte Projekt will erstmals den Auger-Effekt in selbstorganisierten Quantenpunkten als ideal-kontrollierbares Modellsystem detailliert, mit dem Ziel eines tieferen Verständnisses dieses fundamentalen Effekts, untersuchen. Hierfür werden in enger Kooperation der Projektleiter an der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Duisburg-Essen unterschiedliche Quantenpunktstrukturen hergestellt, mit verschiedensten Verfahren charakterisiert und anschließend mittels resonanter Fluoreszenz bezüglich ihrer Auger-Raten untersucht. Insbesondere sollen Proben mit unterschiedlicher Form und Größe der Quantenpunkte, verschiedener Tunnelkopplung an ein Reservoir und Übergitterstruktur (Subbänder) verglichen werden. Zusätzlich sollen externe magnetische und interne elektrische Felder eingeschaltet werden. Dieses ermöglicht es, den Einfluss auf Linienbreiten und Emissionsintensitäten zu verstehen und somit Kontrollmöglichkeiten der Auger-Rekombination mittels externer und interner Parameter aufzuzeigen. Ein fundamentales Verständnis der zugrundeliegenden Vorgänge wird die Unterdrückung dieses Prozesses ermöglichen und die Erzeugung von Quanten-Emittern mit hoher Intensität und geringer Linienverbreiterung vorantreiben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen