Selbstorganisierte elektronische Ordnung in dünnen Proben von geschichteten Übergangsmetalldichalkogeniden

• Antragsteller: Tobias Ritschel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387615343

Innerhalb dieses Projektes sollen die elektronischen Ordnungszustände in dünnen exfolierten Proben von ausgewählten geschichteten Übergangsmetalldichalkogeniden untersucht werden. Aufgrund der schwachen Zwischenschichtbindung gelten diese Materialien traditionell als eine natürliche Realisierung sogenannter quasi-zweidimensionaler Elektronensysteme - eine Systemklasse, welche momentan viel Aufmerksamkeit in der Festkörperforschung erhält. Unsere Forschungsergebnisse liefern allerdings deutliche Hinweise, dass diese Betrachtungsweise überdacht werden muss. Es zeigt sich in Dichtefunktionaltheorie-Simulationen, dass die elektronische Struktur parallel zu den Schichten sehr stark davon abhängt, wie diese elektronisch geordneten Schichten gestapelt sind. Diese Ergebnisse erhärten sich durch kürzlich erschienene Studien, welche von starken Änderungen makroskopischer physikalischer Eigenschaften als Funktion der Dicke in einer Vielzahl von Materialien, sogar für relativ dicke Proben mit bis zu 100 Lagen, berichten. Die dafür verantwortlichen mikroskopischen Mechanismen sind aber momentan völlig unbekannt.Dieses Projekt zielt darauf ab, am Steward Blusson Quantum Matter Institute in Vancouver (Kanada) mithilfe von winkelaufgelöster Photoelektronenspektroskopie in Kombination mit hochmodernen Röntgenstreumethoden und Dichtefunktionaltheorie ein umfassendes Verständnis darüber zu erlangen, wie sich die elektronische Struktur und die elektronische Ordnung als Funktion der Dicke bis hin zum zweidimensionalen Grenzfall entwickelt. Diese Ergebnisse sind nicht nur aus Sicht der Grundlagenforschung interessant, sondern liefern auch wichtige Informationen mit Blick auf mögliche Anwendungen. Außerdem bietet das geplante Projekt dem Antragsteller eine ausgezeichnete Möglichkeit neue wissenschaftliche Kompetenzen zu erlangen sowie seine internationale Erfahrung auszubauen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Andrea Damascelli; Professor Dr. George Albert Sawatzky