Optische Anregungen in Übergangsdichalkogenid-Heterostrukturen unter Druck

• Antragsteller: Professor Dr. Rudolf Bratschitsch; Professor Dr. Michael Rohlfing
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443405696

Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, ein umfassendes Verständnis der Interlagenkopplung in Übergangsmetalldichalkogenid-Heterostrukturen zu erlangen. In vielen Fällen führt die Wechselwirkung zwischen den Lagen zu neuen elektronischen und optischen Eigenschaften, die sich fundamental von den denen der Einzelschichten unterscheiden. Ein Schlüsselparameter dabei ist die Stärke der Interlagenkopplung und ihre Moiré-Struktur. Diese wird durch die Materialwahl und den Herstellungsprozess vorgegeben und danach typischerweise als unveränderliche Systemeigenschaft betrachtet. Angelegter hydrostatischer oder uniaxialer Druck verändert aber den Abstand der Lagen und damit die elektronische Kopplung stark. Deshalb lassen sich Interlagen-Exzitonen und Moiré-Bänder durch Druck durchstimmen. In enger Zusammenarbeit von Experiment und Theorie, werden wir Heterostrukturen von Übergangsmetalldichalkogeniden herstellen und ihre (zeitabhängigen) optischen Eigenschaften unter Druck untersuchen. Experimentelle Techniken umfassen (ultraschnelle) Photolumineszenz-, Absorptions- und Zweite-Harmonische-Spektroskopie. Unser theoretischer Ansatz ist eine Kombination aus ab-initio-Vielteilchen-Untersuchungen und Modellentwicklung, um die Größe des untersuchten Systems handhabbar zu machen. Zusätzlich werden wir räumliche Druckprofile entwickeln, die es ermöglichen, Interlagen-Exzitonen an bestimmte Stellen zu lenken und als Fernziel kollektive Phänomene wie Bose-Einsteinkondensation zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2244: 2D Materialien – die Physik von van der Waals [Hetero-]Strukturen (2DMP)