Elektronische Struktur von Übergangsmetalltrihalid-basierten van der Waals Heterostrukturen

• Antragsteller: Dr. Andreas Koitzsch
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456702393

Heterostrukturen von 2D Materialien haben in den letzten Jahren erhebliche wissenschaftliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Zuletzt hat dieses Forschungsfeld zusätzliche Dynamik entwickelt, zum einen durch die Entdeckung magnetischer 2D Materialien, zum anderen durch die außergewöhnlichen Eigenschaften verdrehter Graphen-Bilagen. Einige 2D Materialien werden als potentielle Kandidaten zur Überwindung physikalischer Limits konventioneller Halbleitertechnologien betrachtet.Das Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der elektronischen Struktur atomar dünner Übergangsmetalltrihalide wie Cr(Cl,Br,I)3 und RuCl3 und ihrer Heterostrukturen mit Graphen mittels Photoemissionsspektroskopie. Dies soll zu einem besseren Verständnis ihrer Eigenschaften führen und zur Art und Weise wie externe Parameter diese Systeme beeinflussen. Während RuCl3 ein Kandidat für die Realisierung einer Quantenspinflüssigkeit ist, findet man für Cr(Cl,Br,I)3 bis hin zur Monolage magnetische Ordnung, was vielversprechend für die Verwendung in nanoskaligen Schaltkreisen ist. Insbesondere sind Heterostrukturen mit Graphen ein wichtiger Bestandteil von Schaltkreisen die auf 2D Materialien basieren. Kenntnisse der Bandausrichtung und der Hybridisierungseffekte sind Voraussetzung für eine grundlegendes Verständnis der Grenzflächeneigenschaften. Innerhalb der Heterostruktur kann es zu Ladungstransfer und zu Modifikationen der magnetischen Wechselwirkungsparameter kommen. Darüber hinaus kann sich die elektronische Struktur qualitativ durch Dotierung und Defekterzeugung ändern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen