Arbeitsgruppe Dr. Jannika Lauth

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.

2D-HALBLEITER

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.

TRANSIENTE ABSORPTIONS-SPEKTROSKOPIE

Die transiente Absorptions-Spektroskopie (TAS) erlaubt eine umfassende Untersuchung der Art, des Ursprungs und des zeitlichen Verlaufs photoangeregter Ladungsträgerzustände optisch anregbarer Systeme. Bei der TAS werden zu untersuchende Proben mit ultrakurzen Anregungs-Laserpulsen (~100 fs) optisch aus dem Grundzustand angeregt, während über einen zeitversetzten Abfrage-Laserpuls Informationen  über die Probenantwort während der Relaxation zu unterschiedlichen Zeiten nach der Anregung erhalten werden.

 

 

 

 

Mit dieser Methode können kurzlebige Rekombinationsdynamiken der Ladungsträger in Echtzeit (0.5 ps bis 8 ns) über einen spektroskopischen Breitbandbereich von 350 nm bis (zur Zeit) 1600 nm charakterisiert werden. Die TAS unterscheidet sich von der zeitaufgelösten Photolumineszenz-Spektroskopie dahingehend, dass auch sogenannte dunkle Zustände verfolgt und werden können.

Die AG Lauth nutzt die TAS zur Charakterisierung der optoelektronischen Eigenschaften sowohl ultradünner 2D-Halbleiter als auch 0D-Halbleiternanokristalle, plasmonischer Metallnanokristalle und Hybridstrukturen. 

 

 

 

 

 

 

 

Das Breitband-TA-Spektrometer wird von der Forschungsabteilung Funktionale Nanostrukturen (Lauth/Bigall/Dorfs) in Kollaboration mit der Gruppe von Prof. M. Oestreich und Dr. J. Hübner (Femtosekunden Laserverstärkersystem) am Institut für Festkörperphysik betrieben.


ARBEITSGRUPPENLEITUNG

Dr. Jannika Lauth
Wiss. Mitarbeiterinnen/Mitarbeiter
Adresse
Callinstraße 3a
30167 Hannover
Gebäude
Raum
207
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