Untersuchung von Elektronen-Korrelationen und Elektron-Phonon Wechselwirkung mit Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie

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In Festkörpern führen Korrelationen und die Kopplung der Elektronen an Phononen zu einer endlichen Lebensdauer t der elektronischen Zustände. Untersuchungen mit winkelaufgelöster Photoelektronenspektroskopie (ARPES), bei denen aus der gemessenen Linienbreite über die Unschärferelation t bestimmt wurde, haben gezeigt, daß Vergleiche mit theoretischen Vorhersagen in vielen Fällen nicht sinnvoll sind, da z.B. kleinste Defektkonzentrationen die Dephasierungszeiten langlebiger Oberflächenzustände drastisch verkürzen. Der Einsatz einer lokalen Spektroskopie (Rastertunnelspektroskopie) erlaubt es, auf nahezu perfekten Probenbereichen mit sehr hoher Auflösung Lebensdauern zu messen. Es ist geplant, an Modellsystemen (Metalloberflächen, Adsorbaten und dünnen Schichten) den Einfluß von Lokalisierung und Symmetrie der elektronischen Zustände auf ihre Lebensdauer zu untersuchen und die Kopplung der Elektronen untereinander und an Phononen besser zu verstehen. In Übergangsmetalloxiden sind diese Kopplungen besonders stark und führen zu anwendungsrelevanten Effekten wie unkonventioneller Supraleitung und Kolossalem Magnetwiderstand. Wir wollen, neben den Messungen an Modellsystemen, das Zusammenspiel von geometrischer Struktur und elektronischer Struktur an Oberflächen von Schichtkristallen der Ruddelsden-Popper Serie mit Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie, LEED-I(V)-Analyse und ARPES untersuchen, um die Korrelationen und Kopplungen der Elektronen an die Freiheitsgrade des Gitters in diesen komplexen Materialien möglichst weitgehend aufzuklären.