Ladungsträgerdynamik und die Kopplung an das Kristallgitter in Borophan

• Antragsteller: Professor Dr. Uwe Bovensiepen
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572793540

Zukunftstechnologien werden von neuartigen Materialien mit noch nie dagewesenen Eigenschaften profitieren. Borophan (HB) ist ein viel versprechender Kandidat, da dieses Material ein geringes Gewicht mit reichlich vorhandenen Atomen kombiniert, 100-mal mehr Strom als z. B. Graphen leitet und Wasserstoff speichern kann. Es fehlt jedoch weitgehend an Erkenntnissen über die Ladungsträgerdynamik und die e-ph-Kopplung, die für die Entwicklung von Bauelementen unerlässlich sind. Hier kombinieren wir international führende Expertise in der Herstellung und Charakterisierung von Boraphan mit zeitaufgelöster Spektroskopie und Beugungstechniken. Wir schlagen vor, die Ladungsträgerdynamik und die Kopplung an Phononen bei optischer Anregung in HB (wabenförmig) im Vergleich zu HB (5,7-gliedrig) mittels weicher Röntgenspektroskopie an der B K-Absorptionskante und ultraschneller Elektronenbeugung zu messen. Diese Anrege-Abfrage-Experimente werden die durch optisches Pumpen ausgelöste Dynamics für Inter- und Intrabandanregungen vergleichen, um elementare Relaxationsprozesse der Ladungs- und Gitterfreiheitsgrade mit spezifischen optischen Anregungen in Verbindung zu bringen. Die sich daraus ergebenden charakteristischen elektronischen und phononischen Relaxationszeiten werden als Input für die Entwicklung von großmaßstäblichen borbasierten Heterostrukturen und Bauelementen dienen, die wir im Rahmen dieses Projekts ebenfalls demonstrieren wollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan
• Partnerorganisation: Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Iwao Matsuda