Nichtgleichgewichtsdynamik von mit Terahertz-Licht angeregten Tunnelkontakten (A08)

• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278162697

Untersuchungen von einzelnen Atomen, Molekülen und Clustern durch Rastertunnelmikroskopie haben ein tiefes Verständnis von physikalischen und chemischen Effekten, die an der atomaren Skala stattfinden, ermöglicht. Dennoch ist die Zeitskala vieler mikroskopischer Prozesse, sowie Ladungstransfer, Vibration und Konformationsänderung von Molekülen mit konventionellen Mikroskopen nur schwer zu untersuchen. Das Einkoppeln von Terahertz-Licht direkt am jeweiligen Tunnelkontakt scheint diese Einschränkung aufzuheben, wie vor Kurzem mit Subpikosekunden-Zeitauflösung an einzelnen, adsorbierten Molekülen demonstriert wurde. Diese Technik erlaubt neuartige Untersuchungen schneller Prozesse auf der atomaren Skala. Hauptziele des hier vorgeschlagenen Projekts sind ein besseres Verständnis mikroskopischer Prozesse, die mit dieser jungen Technik verknüpft sind, sowie die Erforschung der Nichtgleichgewichtsdynamik einzelner Metallcluster und Moleküle, die auf Oberflächen adsorbiert sind. Wir planen die Ladung und Entladung von Metallclustern und Molekülen sowie die daraus folgende Dynamik zu untersuchen. Weiterhin streben wir an, Einblicke in die mikroskopischen Prozesse, die mit der Konformationsänderung eines geschalteten Moleküls verbunden sind, zu geben. Unterstützung dieser experimentellen Arbeit durch starke Kooperationen mit den Theorieprojekten A02 (König, Sothmann), B02 (Kratzer) und C02 (Gruner, Pentcheva) des SFBs 1242 sind vorgesehen. Instrumentelle Weiterentwicklungen, die mit der Terahertz-Lichterzeugung verbunden sind, werden in enger Zusammenarbeit mit dem Projekt B09 (Mittendorff) durchgeführt. Ergänzende Untersuchungen zu den Molekülen dieses Projektes mit optischen Methoden sind mit dem Projekt A06 (Campen, Hasselbrink, Tong) geplant.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1242: Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne
• Antragstellende Institution: Universität Duisburg-Essen
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Manuel Gruber, Ph.D.