Ladungsträgerdynamik

Es ist schwierig, die Bewegung von Ladungsträgern in mikroskopisch strukturierten Halbleitern mit klassischen elektrischen Messmethoden zu verfolgen, da das anbringen mikroskopischer, idealer Leitungskontakte zur Charakterisierung extrem schwierig ist. Darüber hinaus ist der Informationsgehalt von elektrischen Messungen bei niedrigen Frequenzen intrinsisch beschränkt. Diese Probleme können mit optischen THz-Pulsen umgangen werden, da diese hochfrequenten Pulse in Luft übertragen werden können. Das schnell oszillierende elektrische Feld dieser Pulse mit einer Pulsdauer von ~ 1 Picosekunde ermöglicht die Untersuchung der wichtigsten elektronischen Eigenschaften von Materialien, wie beispielsweise der mittleren freien Weglänge von Elektronen, der Exzitonen-Eigenschaften oder der Effekte von örtlicher Einschränkung von Elektronen in nanostrukturierten Materialien. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Zeitauflösung dieser Methode die Untersuchung von dynamischen Prozessen und/oder Systemen unter Nichtgleichgewichtsbedingungen mit Hilfe von Pump-Probe Spektroskopie. Mit Hilfe der THz-Spektroskopie untersuchen wir die Ladungsträgerdynamik in Bausteinen für Solarzellen: Materialien auf Graphenbasis, konjugierte Polymere und nanostrukturierte Halbleiter.

Im Bereich "Ladungsträgerdynamik" arbeitet der Arbeitskreis insbesondere an folgenden Themen:

  1. Einzelmolekülladung / Ladungsübertragungsverhalten (Domke, Wang)
  2. konjugierte Polymere für Transistoren (Baumgarten)
  3. konjugierte Polymere für die Photoleitfähigkeit und THz-Spektroskopie (Baumgarten, Wang)
  4. Vielkörpereffekte (z. B. Exzitonen) in niederdimensionalen Materialien (Kim, Ulbricht, Wang)
  5. Dynamik in 2D Van der Waals Strukturen (Kim, Ulbricht, Wang)
  6. Ionendynamik an Graphen/Elektrolyt-Grenzflächen (Wang)
  7. Festkörperdefekte (Kim, Ulbricht)
  8. optische Dynamik auf mehreren Zeitskalen (Ulbricht)
  9. Interaktion zwischen Ladung und Gitterdynamik (Kim, Ulbricht)

Zusammen mit anderen Gruppen des MPI-P forschen wir an den Querschnittthemen "Defekt Engineering", "Strukturbildung im Nichtgleichgewicht" and "Multiskalen-Herausforderungen" 

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