Wechselwirkungsvielteilchenphasen von optisch erzeugten Exziton-Ensembles in van der Waals Heterostrukturen

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Beschreibung

Der Antrag zielt darauf ab, das Phasendiagramm und die Phasenübergänge von stark wechselwirkenden exzitonischen Ensembles in van der Waals Heterostrukturen bei tiefsten Temperaturen und hohen Exzitonendichten zu untersuchen. Insbesondere sollen die Grundzustandseigenschaften der einzelnen Phasen durch deren spezifischem Fingerabdruck, dem niederenergetischen Anregungsspektrum, identifiziert werden. Komplementierend sollen die van der Waals Heterostrukturen, sowohl was die Qualität der Grenzflächen, als auch die zugrundeliegende elektronische Bandstrukturen betrifft, charakterisiert und optimiert werden. Im Rahmen des Antrags soll mit Hilfe einer konzertierten experimentellen Methodik und der Expertise der Antragstellenden beantwortet werden, welche Exzitonen-Phasen in Abhängigkeit von Temperatur, der Exzitonendichte aber auch der Dichte von koexistierenden Elektronen- oder Loch-Ensembles korreliertes Verhalten zeigen. Des Weiteren soll die Natur des Grundzustandes in den einzelnen Phasen fundamental untersucht werden. Zudem sollen die kritischen Parameter der van der Waals Heterostrukturen optimiert werden, um korrelierte Ensembles von dipolaren Exzitonen, z.B. in einem Bose-Einstein Kondensat, beherbergen zu können. Die fundamentalen Eigenschaften der Vielteilchenzustände sollen vertiefend charakterisiert und für mögliche Kondensat-basierte quantentechnologische Anwendungen erforscht werden.