Arbeitsgruppe Transiente Absorptionsspektroskopie und 2D-Halbleiternanostrukturen

Die Arbeitsgruppe Lauth beschäftigt sich in der Abteilung Funktionale Nanostrukturen mit der Kombination nasschemischer Methoden zur Darstellung neuartiger ultradünner 2D-Halbleitermaterialien, die großes Potential für die innovative Optoelektronik aufweisen und der Charakterisierung der Strukturen mithilfe ultrakurzzeitspektroskopischer Methoden.

Durch nasschemischer Syntheseansätze ähnlich denen für die Herstellung von 0D-Nanokristallen, werden in der AG Lauth 2D-Halbleiter im Bereich von wenigen Monolagen in atomarer Präzision dargestellt. Durch Liganden- und Wachstumskontrolle können in Lösung anisotrope ultradünne 2D-Lagen normalerweise isotrop kristallisierender Halbleitersysteme realisiert werden, welche durch existierende Exfoliationsmethoden bis jetzt nicht zugänglich sind. Die je nach lateraler Ausdehnung sogenannten Nanoblättern oder Nanoplättchen, verfügen über außergewöhnliche optoelektronische Eigenschaften, die durch ihre starke Größenquantisierung in einer Dimension, ihrer Dicke, ausgelöst werden. So werden beispielsweise in Nanoblätter/Nanoplättchen unter Photoanregung stark gebundene Ladungsträgerpaare, sogenannte Exzitonen, gebildet, die bei ihrer Rekombination Licht einer bestimmten Wellenlänge aussenden können und sich potenziell gut für Leuchtdioden oder sogar Lasing eignen. Weiterhin können je nach Halbleitermaterial auch hochmobile freie Ladungsträger unter Photoanregung generiert werden, welche vorteilhaft für schnell schaltende Transistoren, Photodetektoren und Solarzellen sind. Die hergestellten 2D-Halbleitermaterialien liegen als kolloidale Tinten vor und erlauben auf diese Weise die einfache Beschichtung unterschiedlichster Oberflächen und Trägermaterialien sowie die Abdeckung von Bandlücken vom optischen bis in den infraroten Spektralbereich.