Starke Interlayerwechselwirkungen in zweidimensionalen pniktogen-basierten Homo- und Heterobilagen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Janina Maultzsch, seit 7/2024
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 535379461

Das Projekt wird anhand theoretischer Simulationen den Einfluß der starken Wechselwirkung in Bilagen von zweidimensionalem Antimon (Antimonen) oder Bismut (Bismuthen) auf die Struktur und die elektronischen und optischen Eigenschaften dieser Materialien, um die Möglichkeit der Herstellung von interessanten Zs möglichen Umständen zwischen den Grenzfällen von entkoppelten und voll wechselwirkenden Bilagen anhand der Manipulation der Stärke der Interlagenwechselwirkung abzuschätzen. Als mögliche Kontrollknöpfe werden wir zwei Pfade berücksichtigen: (i) Distanzkontrolle durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Interlagenabstands gegenüber der Gleichgewichtssituation, und (ii) Manipulation des relativen Twistwinkels zwischen zwei Materiallagen, was zu einer starken Variation der elektronischen Bandlücke gegenüber der Ausgangssituation, zu signifikanten strukturellen Verzerrungen und/oder zur Induktion von flachen oder anderweitig durch die Morphologie des Systems geprägten elektronischen Zustände führen sollte. Neben "Homobilagen" aus Antimonen oder Bismuthen werden wir auch den Einfluß der Interlagenwechselwirkung und ein damit zusammenhängendes mögliches Tuning der elektronischen und optischen Eigenschaften in pniktogen-basierten "Hetero"strukturen. Ein Beispiel sind Bilagen von Antimonen/Indiumselenid. welche Interessant für Anwendungen als Photodetektoren oder in Solarzellen sind. Final werden wir uns mit dem Einfluß, positiv oder negativ, von Oxidoberflächenschichten auf die faszinierenden elektronischen Eigenschaften von Antimonen beschäftigen, welcher Implikationen für die Eignung dieses Materials für praktische Anwendungen haben könnte.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2244: 2D Materialien – die Physik von van der Waals [Hetero-]Strukturen (2DMP)
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Roland Gillen, bis 7/2024