Korrelationseffekte in zweidimensionalen Elektronensystemen auf Halbleiteroberflächen

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Zweidimensionale elektronische Quantengase, in denen elektronische Korrelationen eine besondere Rolle spielen, können modellhaft auf Halbleiteroberflächen realisiert werden. Durch metallische Adatome können entsprechende Oberflächenrekonstruktionen metallischen Charakters ausgebildet werden. Dazu gehören beispielsweise die (√3×√3)-Rekonstruktionen auf (111)-Oberflächen mit sehr geringer Metallbedeckung und entsprechend hohem Lokalisierungsgrad. Der Grundzustand bei tiefen Temperaturen kann daher ein Mott-Hubbard-Isolator sein, der mit einer Ladungsdichtewelle oder möglicherweise auch Supraleitung konkurriert. Gleichzeitig stellen diese Dreiecksgitter eine Realisierung frustrierter Antiferromagnete dar. Eine Besonderheit der 2D-Hubbard-Systeme auf Oberflächen ist die Möglichkeit der gezielten Beeinflussung der Korrelationen. Durch Änderung der Adatomspezies kann der Grad der Wechselwirkung systematisch variiert werden. Darüber hinaus können die Systeme durch zusätzliche Atome dotiert werden, um auf diese Weise die Bandfüllung zu steuern.Im vorliegenden Antrag soll die Stärke der Korrelationseffekte derartiger Elektronengase mit Rastertunnelmikroskopie und winkelaufgelöster Photoemission untersucht werden. Die hoch-korrelierten Oberflächensysteme mit einer Mott-isolierenden Phase sollen gezielt für verschiedene Adatome als auch mit Dotierung studiert werden, um die Frage der Beeinflussbarkeit von Phasenübergängen aufzuklären. Auf diese Weise soll ein systematisches Verständnis der Parameter des Phasendiagramms erworben werden.