2D Lagenmaterialien – elektronische Wechselwirkungs-Phänomene

2D-Lagenmaterialien wie Graphen, schwarzer Phosphor, SnSe, Sb2Te3 usw. sind Halbmetalle oder Halbleiter und zeigen aufgrund ihrer speziellen elektronischen Struktur (z.B. Dirac- und/oder Weyl-ähnliche Fermionensysteme) weitreichende Eigenschaften, welche in herkömmlichen Halbleitern und (Halb)Metallen nicht explizit auftreten.
Diese Eigenschaften werden im Rahmen von z.B. lagengesteuerten Bandlücken, Dirac-Fermion-Optik, Valleytronik und Spintronik ausgenutzt und beziehen Quanten- und Topologie-Phänomene mit ein.
Unser Fokus liegt auf der Untersuchung von Phänomenen, die aus den verschiedenen Wechselwirkungen innerhalb solch niedrigdimensionaler Systeme ergeben.
Dazu gehören z.B. Leitfähigkeitsübergängen durch Lagen-Lagen-Wechselwirkung nicht-korreliert mit der Bandlücke, Mie-artige und valley-sensitive Fermionenstreuung an periodisch (magnetischen) Potentialgittern, die Ausbildung von (makroskopische) Quantenphasen aufgrund von steuerbarer effektiver Coulomb-Wechselwirkung, wie auch toplogische Singularitäten in paritätsbrechenden Lagenanordnungen.
Experimentell nutzen wir physikalische und chemische Methoden, um (lokale und globale) Modifikation der Wechselwirkungen zwischen Fermionen in den Schichtmaterialien zu erreichen und zu steuern. Unsere eigenständig hergestellten Proben und Bauelemente untersuchen wir hauptsächlich mittels elektrischen Transports.

Projekte

Zweidimensionale Schichtmaterialien zeigen aufgrund ihrer außerordentlichen Eigenschaften enormes Potential hinsichtlich des Einsatzes in elektronischen Bauelementen. Die Verwendung dieser Materialien ist jedoch noch immer mit erheblichen Herausforderungen verbunden, insbesondere da diese Schichtmaterialien lagenanzahlabhängige Eigenschaften aufweisen, welche die potentiellen Bauelementefunktionalitäten maßgeblich bestimmen. Systematische Studien zu Herstellungsprozessen von Bauelemente, einschließlich dere…

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Projekt B12 zielt auf die Kontrolle der elektrischen (Transport)eigenschaften von mono- und bilagi-gem Graphen und (reduziertem) Graphenoxid auf Oberflächen ab mittels lokaler und globaler Ver-spannungen. Arbeitspaket WP-1, eins von zweien, untersucht in-operandi elektronische Einflüsse kovalenter und nicht-kovalenter Funktionalisierung (opto)elektrisch bei unterschiedlicher Verspan-nung. Ausnutzung der einzigartigen valley-Sensitivität von Graphen (mono/bi) ist Inhalt von WP-2. Kombination vo…

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Low-dimensional carbon structures such as graphene and carbon nanotubes have raised tremendous interest in recent years both from fundamental and technological perspectives. However, the tunability of the density of electronic states of graphene and carbon nanotubes remains a limiting factor for their implementation in modern nanotechnology. It has been recently shown that the energy bandgap of graphene-based materials can be tailored via chemical modification of the graphene surface, e.g. by…

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Beteiligte Wissenschaftler

Publikationen