Ultraschnelle Exzitondynamik in atomar dünnen Heterostrukturen

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	1 March 2022
Referee:	Prof. Dr. Rupert Huber
Date of exam:	19 March 2021
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Chair Professor Huber > Group Rupert Huber
Keywords:	Exziton, Dynamik, Heterostruktur, Van-der-Waals-Schichtstrukturen, 2D-Materialien, ultraschnelle Spektroskopie, Impulssynthese, Multi-THz
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	45403

Abstract (German)

Diese Arbeit schafft einen direkten Zugang zu Exzitonen in atomar dünnen Van-der-Waals-Schichtstrukturen. Ultraschnelle NIR-Anrege-MIR-Abtast-Spektroskopie koppelt direkt an einen internen exzitonischen Freiheitsgrad. Auf diese Weise konnten die Bindungsenergie und Formationsdynamik von räumlich indirekten Exzitonen in einer Van-der-Waals-Heterostruktur, sowie die stapelwinkelinduzierte Änderung ...

Abstract (German)

Diese Arbeit schafft einen direkten Zugang zu Exzitonen in atomar dünnen Van-der-Waals-Schichtstrukturen. Ultraschnelle NIR-Anrege-MIR-Abtast-Spektroskopie koppelt direkt an einen internen exzitonischen Freiheitsgrad. Auf diese Weise konnten die Bindungsenergie und Formationsdynamik von räumlich indirekten Exzitonen in einer Van-der-Waals-Heterostruktur, sowie die stapelwinkelinduzierte Änderung der exzitonischen Bindungsenergie und Lebensdauer in Van-der-Waals-Homobilagen direkt beobachtet werden. Des Weiteren wurde die starke Kopplung einer intraexzitonischen Resonanz und polaren Phononen einer benachbarten Bedeckungsschicht untersucht und ein Konzept zur kohärenten Impulssynthese ausgearbeitet, welches maßgeschneiderte Subzyklen-Multi-THz-Wellenformen liefert.

Translation of the abstract (English)

This work creates direct access to excitons in atomically thin van der Waals layered structures. Ultrafast NIR pump-MIR probe spectroscopy couples directly to an internal excitonic degree of freedom. In this way, the binding energy and formation dynamics of spatially indirect excitons in a van der Waals heterostructure, as well as the stacking angle-induced change in excitonic binding energy and ...

Translation of the abstract (English)

This work creates direct access to excitons in atomically thin van der Waals layered structures. Ultrafast NIR pump-MIR probe spectroscopy couples directly to an internal excitonic degree of freedom. In this way, the binding energy and formation dynamics of spatially indirect excitons in a van der Waals heterostructure, as well as the stacking angle-induced change in excitonic binding energy and lifetime in van der Waals homobilayers, could be directly observed. Furthermore, the strong coupling of an intra-excitonic resonance and polar phonons of an adjacent capping layer was investigated, and a concept for coherent pulse synthesis was elaborated, yielding tailored subcycle multi-THz waveforms.

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