Atomistische Theorie der angeregten Zustände in van-der-Waals Heterostrukturen: Moiré-Effekte, Verspannung und elektrische Feld Effekte

• Antragsteller: Professor Dr. Gabriel Bester
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443406340

Ziel des vorliegenden Projekts ist die Untersuchung angeregter Zustände in van-der-Waals-Heterostrukturen einschließlich Moiré-Einschluss-Effekten in Gegenwart von Verspannungen und elektrischen Feldern. Zu den berechneten angeregten Zuständen gehören Exzitonen, Trionen, Biexzitonen und höher geladene Exzitonen. Die zugrundeliegende Theorie ist atomistisch und umfasst Berechnungen von bis zu 3.000 Atomen auf dem ab-initio DFT-Niveau und bis zu 50.000 Atomen auf der semi-empirischen (AEP) Niveau (AEPs wurden in der ersten Förderperiode entwickelt). Die strukturelle Relaxation, einschließlich der Rekonstruktionen, wird mit unserem klassischen Kraftfeld (entwickelt in der ersten Förderperiode) durchgeführt. Die Einteilchenergebnisse werden anschließend in unserer CI-Methode verwendet, um schließlich die erwähnten Vielteilchenanregungen (Exzitonen, Trionen und Biexzitonen) zu erhalten. Ein bedeutender Teil der Arbeit wird in Zusammenarbeit mit SPP-Schwerpunktprogrammgruppen durchgeführt, die in einem speziellen Arbeitspaket aufgeführt sind.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2244: 2D Materialien – die Physik von van der Waals [Hetero-]Strukturen (2DMP)
• Mitverantwortliche: Dr. Sumanti Patra; Dr. Torben Steenbock