Theoretische Beschreibung von Pump-Probe-Spektroskopien in Festkörpern

Emmy-Noether-Gruppe - Michael Sentef

Die Ultrakurzzeitspektroskopie an Festkörpern ist ein Forschungsgebiet an der Grenze zwischen Festkörperphysik, die sich mit der Physik vieler wechselwirkender Teilchen befasst, und ultraschneller Spektroskopie, die die Wechselwirkung von Licht mit Materie auf kleinen Längenskalen und sehr kurzen Zeitskalen untersucht. Die gängigste experimentelle Methode in diesem Bereich ist die sogenannte „Pump-Probe-Technik“. Dabei wird ein Festkörper mit einem kurzen „Pump-Laserpuls“ angeregt; ein kurz darauf folgender zweiter „Probe-Laserpuls“ verfolgt dann die Dynamik des angeregten Systems.

Diese Gruppe möchte ein theoretisches Verständnis davon erlangen, wie Energie aus dem Pump-Laserpuls auf mikroskopischer Ebene in das Material übertragen wird. Im Fokus stehen dabei die Ordnungsmechanismen komplexer Zuständen, wie z.B. Supraleitern oder Ladungsdichtewellen, und wie sie mit Licht beeinflusst werden können. Ein weiterer Teilaspekt ist die Untersuchung gekoppelter Zustände aus Licht und Materie, die es ermöglichen könnten, Materialeigenschaften mittels Laserlicht gezielt zu verändern. Dadurch sollen neue Erkenntnisse für das Design neuartiger optimierter Materialien mit funktionellen Eigenschaften gewonnen werden.