Terahertz-Photoelektrische Phänomene in Halbleiter-Weyl- und Kane-Fermion-Systemen

• Antragsteller: Professor Dr. Sergey Ganichev
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521083032

Ziel des Projekts ist es, den hochfrequenten Elektronentransport zu untersuchen, der durch Tera-hertz/Infrarotstrahlung in Halbleiter Weyl- und Kane-Fermionen-Systemen induziert wird. Dies sollte neue physikalische Phänomene zum Vorschein bringen und Möglichkeiten eröffnen, den Ladungs- und Spin-Transport in diesen Materialien zu untersuchen. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Untersuchung von Photoströmen und Photoleitfähigkeit in Te und CdHgTe Volumen-kristallen. Infolgedessen sollten wir einen Einblick in die zugrundeliegenden mikroskopischen Me-chanismen von THz induzierten Phänomenen erhalten, sowie zugehörige mikroskopische und phä-nomenologische Theorien entwickeln können. Unsere Untersuchungen konzentrieren sich auf die folgenden Hauptziele: das Zusammenspiel von photogalvanischen und photon-drag Effekten sowie magnetooptoelektronische Phänomene, wie z.B. Zyklotronresonanz-induzierte Photoströme und Quanten-Magneto-Ratchet-Effekte. Wir gehen davon aus, dass die topologisch-relativistischen Eigenschaften der Weyl- und Kane-Quasiteilchen in Verbindung mit der starken optischen Antwort von Halbleitersystemen eine verstärkte photoelektrische Reaktion auf Infrarot-/Terahertz-Strahlung verursachen. Die geplante Studie dient der Erforschung des Hochfrequenz-Elektronentransports in diesen Systemen, der Topologie und Symmetrie von Quantenmaterialien und des Energiespektrums dieser Quasiteilchen. Dies soll zur Charakterisierung von Weyl- und Ka-ne-Fermion-Systemen genutzt werden. Unsere Untersuchungen sollen die wissenschaftliche Grundlage für neuartige Terahertz/Mikrowellenbauelemente bilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Dieter Weiss