Zeitaufgelöste Ladungsträgerdynamik in niederdimensionalen Metallstrukturen auf Siliziumoberflächen

硅表面低维金属结构中的时间分辨载流子动力学

• 批准号: 5445702
• 负责人: Professor Dr. Uwe Bovensiepen
• 金额: --
• 依托单位: Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft (FHI)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5445702?language=en
• 关键词: Zeitaufgel; ste; Ladungstr; gerdynamik; niederdimensionalen

Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, mit Hilfe zeitaufgelöster elektronenspektroskopischer Untersuchungen, ein mikroskopisches Verständnis der Ladungsträgerdynamik in niederdimensionalen metallischen Strukturen zu erarbeiten. Hierbei wird die Dimensionalität der Metalle systematisch variiert und damit die mit dem Übergang vom Volumen zu atomar dünnen Schichten bzw. zu atomaren Ketten verbundende Änderung der Relaxationsrate angeregter Elektronen untersucht. Mit diesem Ansatz analysieren wir den Dimensionalitätseinfluss auf (1) den Phasenraum für elektronische Streuprozesse und auf (2) die abgeschirmte Coulomb- Wechselwirkung, die in Konkurrenz zueinander die elektronischen Lebensdauern in Festkörpern bestimmen. Die Relaxationsdynamik wird mit zeit- und winkelaufgelöster Zwei-Photonen- Photoemission (2PPE) auf der Femtosekunden-Zeitskala analysiert. In zweidimensionalen Schichten (Pb und Al/Si(111)) führt die räumliche Eingrenzung zur Quantisierung des Leitungsbandes und zur Ausbildung von Subbändern, deren Ladungsträgerdynamik als Funktion von Schichtdicke und Photonenenergie studiert wird. Da die Elektronendichte kaum mit der Schichtdicke variiert, der Phasenraum für die Streuprozesse durch Subbänder jedoch stark modifiziert wird, lassen sich die Beiträge zur Lebensdauer auf Grund der abgeschirmten Coulomb-Wechselwirkung und des Phasenraums separieren. Darüber hinaus werden Streuprozesse innerhalb eines Subbandes (Intrabandrelaxation) und zwischen verschiedenen Subbändern (Interbandrelaxation) getrennt. In einem nächsten Schritt werden atomare Ketten (In-und Pb/Si(111)) untersucht, um die Ladungsträgerdynamik in quasi-eindimensionalen Systemen zu analysieren. Neben den genannten Fragestellungen zur Dimensionalität und Relaxationsrate machen zwei weitere Aspekte diese Systeme interessant. Die eindimensionale Struktur führt zu anisotropen Relaxationsphänomenen entlang bzw. senkrecht zu den Ketten. Die bekannte strukturelle Instabilität solcher Kettenstrukturen führt zu Metall-Isolator-Übergängen. Wir werden die Relaxationsdynamik im metallischen und im isolierenden Zustand analysieren, um die verantwortlichen Elementarprozesse zu verstehen. Darüber hinaus wollen wir den Übergang optisch treiben, um dessen Ursache und Mechanismus zu analysieren.

Das Ziel dieser Forschungsarbeit is es，mit Hilfe zeitaufgelöster elektronenspektroskopischer Untersuchungen，ein mikroskopisches Verständnis der Ladungsträgerdynamik in niederdimensionalen metallischen Strukturen zu erarbeiten.这将使金属系统的性能发生变化，并使其具有更大的体积。zu atomaren Ketten verbundende Änderung der Relaxationsrate angeregter Elektronen untersucht.通过分析，我们可以发现，在Festkörpern测试中，由于（1）相空间对电子流的影响，以及（2）库仑-韦氏平衡的影响，电子的生命周期将在Konkurrenz zueinander中结束。弛豫动力学是利用飞秒时程分析中的时程和回旋双光子光电子能谱（2 PPE）来研究的。在二维Schichten（Pb和Al/Si（111））中，为了研究超导体的量子化和超导体的生长，需要研究超导体的激光动力学函数和光子能量。随着Schichtdicke的变化，相位腔通过Subbänder jedoch明显地改变，使得Beiträge zur Lebensdauer auf Grund der abgeschirmten Coulomb-Wechselectivity kung and des Phasenraums separieren。然后，韦尔登将Streuprozesse innerhalb eines Subbandes（Intrabandrelaxation）和zwischen verbandedenen Subbändern（Interbandrelaxation）引入。在一个新的韦尔登原子Ketten（In-和Pb/Si（111））中，在准一维系统中分析了该晶格的动力学。Neben den genannten Fragestellungen zur Exclusionalität und Relaxationsrate machen zwei weitere Aspekte diese Systeme interessant. Die eindimensionale Struktur führt zu anisotropen Relaxations-nomenen entlang bzw.在教堂里祈祷。Die bekannte strukturelle Instabilität solcher Kettenstrukturen führt zu Metall-Isolator-Übergängen.我们将韦尔登在金属和孤立区域中的弛豫动力学进行分析，并对所需的基本过程进行研究。我们将通过光学测量来分析Ursache和Mechanismus。

项目成果

Ultrafast quasiparticle dynamics in the heavy-fermion compound YbRh2Si2

• DOI: 10.1103/physrevb.86.085139
• 发表时间: 2012-08
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: K. Kummer;D. Vyalikh;Laurenz Rettig;R. Cortés;Y. Kucherenko;C. Krellner;C. Geibel;U. Bovensiepen