Simulation der optisch induzierten und räumlich aufgelösten Ladungsträgerdynamik in zweidimensionalen Halbleitern

• Antragstellerin: Dr. Doris Reiter
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406251889

Ziel des Projekts ist es, ein grundlegendes Verständnis der räumlich aufgelösten Ladungsträgerdynamik in zweidimensionalen Halbleitern auf ultrakurzen Zeit-und Längenskalen zu gewinnen. Zweidimensionale Halbleiter, z.B. einzelne Schichten von Übergangsmetall-Dichalkogeniden, sind heutzutage weit verbreitet durch erhebliche Fortschritte in der Herstellung dieser Nanostrukturen. Wir planen die theoretische Beschreibung der Dynamik in Übergangsmetall-Dichalkogeniden voranzubringen, indem wir die räumlich und zeitlich aufgelöste Bewegung der Ladungsträger in dem Material unter Berücksichtigung verschiedener Streumechanismen und für verschiedene Dimensionalitäten untersuchen. Insbesondere wollen wir den Einfang von Ladungsträgern in lokalisierte Zustände mit einem kürzlich entwickelten Lindblad-Operator-Formalismus analysieren. Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf der Licht-Materie-Wechselwirkung in diesen Materialien und der Lichtfelddynamik. Dafür wollen wir die räumlich aufgelöste Dynamik des Lichtfelds gekoppelt an den Halbleiter mit Hilfe der FDTD-Methode (Finite Difference Time Domain) erforschen. Unsere Ergebnisse werden zukünftige Entwicklungen von Anwendungen von zweidimensionalen Halbleitern unterstützen und neue Impulse geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen