Projektbeschreibung
Die Exzitonenwechselwirkungen in atomar dünnen Halbleitern steuern
Halbleiter, so dünn wie ein Atom, stellen vielversprechende Materialien für Photonikbauelemente im Nanomaßstab dar. Ihre faszinierenden Eigenschaften werden maßgeblich durch Exzitonen, d. h. gebundene Elektron-Loch-Paare, bestimmt, die mit elektrischen Ladungen, Spins und Phononen in Wechselwirkung treten. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt MaPWave wird Übergangsmetalldichalkogenide synthetisieren und starke Vielteilchenwechselwirkungen (Elektron-Loch-Interaktionen) nutzen, um Exzitonenkondensate zu erzeugen. Bei der Untersuchung dieser Elektron-Loch-Wechselwirkungen kommen fortgeschrittene Spektroskopieverfahren zum Einsatz. Es könnten zweidimensionale optoelektronische Bauelemente mit spezifischen Funktionen entwickelt werden, wenn es gelingt, die fundamentalen Wechselwirkungen in Halbleitern zu steuern.
Ziel
Atomically thin semiconductors are emerging as an important class of quantum materials that provide groundbreaking functionalities in device architectures. In particular, tailoring quantum degrees of freedom associated with charge, spin and orbital quantum numbers, as well as twist angle, could enable novel electronic, spintronic, valleytronic and twistronic applications. These fascinating properties are all contained in the quantum mechanical wavefunctions associated with the charge carrying electrons and holes of the semiconductors. Here, I will prepare heterostructures of two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenide semiconductors and use the strong many-body interactions in the materials to generate condensates of electron-hole pair excitations. The many-body wavefunctions of these so-called exciton condensates will be visualised for the first time using advanced photoemission spectroscopies that provide complementary access to the energy-, momentum-, time- and length-scales of the excitations. I hypothesise that this fundamental level of control of the underlying quantum mechanisms of the semiconductors will ultimately enable highly specific quantum engineering of 2D optoelectronic devices. I will combine my expertise on non-equilibrium femtosecond dynamics of 2D semiconductors with the capabilities of my host group at Aarhus University, Denmark, in order to gain access to multiple photoemission spectroscopy experiments with nanoscale spatial resolution and femtosecond time-resolution, as well as 2D material fabrication facilities. These new skills and networking opportunities will ultimately enable me to obtain a permanent academic position.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-AG-UN - HORIZON Unit GrantKoordinator
8000 Aarhus C
Dänemark