Arbeitsgruppe
"Kondensierte Materie I"

Forschungsschwerpunkte

Ladungstransport

Der Hoppingmechanismus ist ein grundlegender Relaxations- und Ladungstransport-mechanismus. Für den Hoppingtransport in elektrischen und magnetischen Feldern werden verallgemeinerte Ratengleichungen unter Verwendung der Keldysh-Technik abgeleitet und mittels dieser Gleichungen Quanteninterferenzeffekte im Magnetwiderstand untersucht. Mit Hilfe numerischer und analytischer Methoden (Methode des effektiven Mediums) kann gezeigt werden, daß auch im Bereich des (Variable-Range-Hopping) der Magnetwiderstand eine p-n Anomalie aufweist.

Energietransport in ungeordneten anharmonischen Gittern

Für viele Festkörpertheoretiker ist gegenwärtig das Wechselspiel von Nichtlinearität und Unordnung von großem Interesse. Zum Studium dieses Phänomens werden die Wärmeleitung und Ausbreitung von Energiepaketen in ungeordneten anharmonischen zwei- und dreidimensionalen Strukturen untersucht. Weiterhin wird der von uns für den Hoppingtransport von Elektronen entwickelte Formalismus sinngemäß auf den Hoppingtransport optischer Phononen übertragen und die so erzielten Resultate mit Daten der Wärmeleitfähigkeit amorpher Materialien verglichen.

Quasikristalline Systeme

Die selbstähnliche Struktur quasikristalliner Systeme bedingt interessante physikalische Eigenschaften. Es werden an zwei- und dreidimensionalen quasikristallinen Modellstrukturen elektronische Eigenschaften untersucht. Unter Verwendung von Inflationen können große Cluster simuliert werden, deren strukturelle Eigenschaften mit experimentellen Befunden verglichen werden. So konnte eine fibonacciartige Abfolge von Ebenen senkrecht zu 5-zähligen Achsen, die mittels Scanning Tunneling Microscopy gefunden wurden, mit einem dekorierten Modell des kanonischen Tilings T(*2F) erklärt werden.
Quasikristalline Stoffe besitzen trotz ihrer metallischen Natur extrem niedrige elektrische Leitwerte. Theoretische Untersuchungen der elektronischen Eigenschaften in Verbindung mit Leitwertberechnungen im Bild der Landauer-Formel an zwei- und dreidimensionalen quasikristallinen Modellsystemen zeigen, daß sich dieses Verhalten weitgehend auf Lokalisierung der Eigenzustände zurückführen läßt. In diesen Modellen kann die Lokalisierung jedoch nicht durch Störungen einer Idealstruktur erklärt werden. Inwiefern die ideale quasikristalline Struktur selbst zur Lokalisierung der Zustände führt, wird durch gezielten Einbau phasonischer Störungen in das Gitter und den daraus resultierenden Einfluß auf die elektronischen Eigenschaften und des Leitwertes untersucht.

Halbleiterphysik

Wir befassen uns in enger Zusammenarbeit mit Experimentalphysikern mit der mikroskopischen Beschreibung opto-elektronischer Eigenschaften von Halbleitern. Neben dimensionsreduzierten "traditionellen" III-V Halbleiterverbindungen, wie z.B. GaAs oder GaN, untersucht die Gruppe zunehmend "unkonventionelle" organische (wide-gap) Halbleiter, wie z.B. pi-konjugierte Polymere. Im Mittelpunkt der Aktivitäten stehen dabei, unabhängig vom Materialsystem, (elektronische) Vielteilcheneffekte und deren Manifestationen in lineraren und nichtlinearen Absorptions- bzw. Emissionsspektren. Ein aktuelles Projekt beschäftigt sich z.B. mit der vielteilchentheoretischen Analyse von Photolumineszenzspektren n-dotierter GaAs Quantum Wells und der dabei auftretenden Frage nach der Relevanz bzw. Stabilität von negativ geladenen exzitonischen Komplexen.

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