Project B10

Dissipation control of the (opto-)electronic properties of two-dimensional materials via controlled stacking and twisting
In the new project B10, we will study atomic scale energy conversion in two-dimensional model systems. Thereby, we will control the (opto-)electronic properties of the two-dimensional devices via the control parameters of (i) the twist angle (between consecutive layers), (ii) the stacking of (hetero-)layers, and (iii) the in-situ electrostatic control of the charge carrier density and layer symmetry. On the one hand, we will probe the impact of electron-phonon (e-p) and electron-electron (e-e) interaction on quasi-particle excitations in the normal and superconductive phases of twisted bilayer graphene. On the other hand, we will probe ultrafast energy dissipation processes after an optical excitation with energy-, momentum-, and time-resolution using our novel setup for time-resolved momentum microscopy. The overall strength of the new project B10 lies in the complementary experimental approaches and their applications to the same unique sample systems: We aim for sample designs that are accessible in quantum transport and in time-resolved momentum microscopy experiments. This will allow the direct correlation of electronic and optoelectronic device properties in order to understand relevant dissipation mechanisms in a holistic picture.


Kontrolle der Energiekonversion von (opto-)elektronischen Eigenschaften in zweidimensionalen Materialien durch Manipulation von Drehwinkel und Stapelreihenfolge
Das neue Projekt B10 adressiert Fragestellung zu Energiekonversion in zweidimensionalen (2d) Materialien. Wir werden die (opto-)elektronischen Eigenschaften von 2d Materialien manipulieren in dem wir den Drehwinkel aufeinanderfolgender Lagen und die Stapelreihenfolge von (Hetero-)Bilagen kontrollieren. Zusätzlich dazu werden wir die Ladungsträgerdichte und die Lagensymmetry elektrostatisch kontrollieren. Das Ziel unserer Forschung ist dann die Untersuchung des Einflusses der Elektron-Phonon und Elektron-Elektron Wechselwirkung auf die Quasipartikelanregungen in der supraleitenden Phase von bilagen Graphen. Komplementär dazu werden wir die ultraschnelle Dissipation von optischen Anregungen mit Energie-, Impuls- und Zeitauflösung mit Hilfe der zeitaufgelösten Impulsmikroskopie untersuchen. Die Stärke des neuen Projektes B10 liegt in den komplementären experimentellen Methoden und deren Anwendung auf die gleichen Probensysteme: Der direkte Vergleich von Quantentransport und Impulsmikroskopie Experimenten wird wichtige Beiträge zur Entwicklung eines holistischen Bildes von zugrundeliegenden Mechanismen der Energiedissipation liefern.