Elektrische Kontrolle der Valleydynamik in proximity-gekoppelten TMD-basierten van der Waals Heterostrukturen

• Antragsteller: Dr. Bernd Beschoten
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576172609

Das Hauptziel des Projektes ist die Erzeugung einer Valley-Polarisation von freien Ladungsträgern in van-der-Waals-Heterostrukturen bestehend aus Übergangsmetall-Dichalkogeniden (engl. TMDs), entweder durch Proximity-Austauschkopplung mit einem 2D-Magneten, durch Ladungstransfer zwischen den Lagen oder durch gepulste elektrische Felder. Wir schlagen dazu vor, zeitaufgelöste optische und elektrische Messtechniken zu kombinieren, um die zugrundeliegenden Polarisationsmechanismen und die Valley-Dynamik zu untersuchen. Dies wird dazu beitragen, neuartige Wege zur Nutzung der Valley-Information in zukünftigen Valleytronik-Bauelementen zu erforschen. Im Projekt sollen Antworten auf die folgenden Fragen erarbeitet werden: 1.) Kann die Proximity-Austauschkopplung eines 2D-Magneten eine Netto-Valley-Polarisation von freien Ladungsträgern in den TMDs erzeugen und wie lange ist deren Lebensdauer? 2.) Ist es möglich, mit Hilfe von Gatespannungspulsen valley-polarisierte elektrische Ströme in diesen Heterostrukturen auf ultraschnellen Zeitskalen elektrisch zu erzeugen? 3.) Können langlebige valley-polarisierte Interlayer-Exzitonen in TMD-basierten Heteroschichten ihre Valley-Information durch elektrische Feldpulse auf die freien Leitungs- und Valenzbandzustände der Trägerschichten übertragen?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Christoph Stampfer