Untersuchung der Struktur und der ultra-schnellen dynamischen Prozesse von topologischen Materialien mit gebrochener Inversionssymmetrie mithilfe von Transmissions-Impuls-Mikroskopie

• Antragstellerin: Olena Fedchenko, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516525057

Zeitaufgelöste Transmission Flugzeit-Impuls-Mikroskopie (TR-TToFMM) kombiniert zwei innovative Forschungsansätze: die Untersuchung dynamischer Prozesse mithilfe ultraschneller Elektronenbeugung und hochauflösender Flugzeit-Impuls-Mikroskopie durch simultane Detektion in 3 Dimensionen. Das Ziel des Projekts ist es, ultraschnelle dynamische Prozesse mit dem neuartigen Kontrastmechanismus der Transmissions-Elektronenbeugung kombiniert mit Energie-Verlust-Spektroskopie zu erforschen. Die vollständige Feldabbildung der Elektronen-Streuung (IES) ermöglicht Erkenntnisse über die dynamischen Elektronen-Freiheitsgrade in topologischen Materialien, die mit bisherigen experimentellen Ansätzen nicht erreicht werden kann. Friedels Gesetz schließt z.B. den Nachweis einer Brechung der Inversionssymmetrie in einer Kristallstruktur mit kinematischer (einzelzerstreuender) Beugung in Abwesenheit von zusätzlichen Absorptionsprozessen aus. Die emitter-spezifische Elektronenbeugung ermöglicht die Untersuchung von niedrig-dimensionalen Strukturen aufgrund starker Mehrfachstreuung der Elektronen (größere elastische Interaktionsprofile) und eine lokale Elementspezifität der angesprochenen inelastischen Absorptionsprozesse. TR-TToFMM ermöglicht den Zugang zu bisher unterforschten inelastischen Beugungsprozessen wie etwa dynamische Auger-Übergängen und spinabhängige Streuung. Die Vorteile des neuartigen Ansatzes werden durch die Untersuchung einer thermisch induzierten Inversionssymmetriebrechung in dotiertem 1T- und 2H-(Mo1-xWx)Te2 veranschaulicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen