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Seit der Entdeckung von Graphen sind die Eigenschaften von Schichtmaterialien – insbesondere einzelner zweidimensionale Schichten– Gegenstand umfangreicher interdisziplinärer Forschung. Dabei stehen die faszinierenden fundamentalen optischen und elektronischen Eigenschaften im Fokus. So gibt es nicht nur metallische, halbleitende und isolierende Materialien, sondern auch weitaus exotischere Materialklassen wie Supraleiter, Weyl-Halbmetalle und viele mehr. Aufgrund der van-der-Waals Wech-selwirkung zwischen den einzelnen Schichten lassen sich durch Kombination unterschiedlicher Materialien neue Schichtsysteme mit maßgeschneiderten Eigenschaften erstellen. In einer Bachelor- oder Masterarbeit sollen innerhalb einer Ultrahoch-Vakuum Apparatur Schichtmaterialien präpariert und charakterisiert werden. Anschließend soll die elektronische Struktur mit spin- und winkelaufgelöster Photoemission (SARPES) und inverser Photoemission (SRIPE) untersucht werden.
Ansprechpartner: Patrick Geers, Christoph Angrick
Auch in nichtmagnetischen Materialien können Elektronen durch die Spin-Bahn-Wechselwirkung spinpolarisiert sein. Speziell an Ober-flächen von Materialien aus schweren Elementen oder von Metall-Halbleiter-Hybriden können, zum Beispiel durch den Rashba-Effekt, außergewöhnliche Spinstrukturen auftreten. Diese sind interessant bezüglich zukünftiger effizienter "Spintronik"-Anwendungen. Vor der technischen Verwendung solcher Materialien ist allerdings ein grundlegendes Verständnis der zugrundelie-genden Prozesse notwendig. Ziel der Arbeit kann die Präparation und Charakterisierung eines solchen Oberflächensystems sein, oder auch weiterführend die Bestimmung von Dispersion und Spintextur elektronischer Zustände mit spin- und winkelaufgelöster Inverser Photoemission (SRIPE).
Ansprechpartner: Fabian Schöttke, Sven Schemmelmann
Technologien, die aus der Erforschung von Magnetismus hervorgekommen sind, finden sich heute in fast allen Bereichen der Infor-mationstechnologie. Systeme mit Spin-Bahn-induzierten Oberflächenzuständen sind Gegenstand aktueller Forschung und haben ebenfalls eine großes Potential für zukünftige informationstechnologische Bauteile. Das Zusammenspiel dieser beiden Wechselwir-kungen ist bisher weitestgehend unerforscht. Dafür soll im Rahmen einer Arbeit ein entsprechendes Probensystem präpariert und charakterisiert werden. Für weiterführende Arbeiten gilt es, die elektronische Struktur an Oberflächen dieser Systeme mit spin- und winkelaufgelöster (Inverser) Photoemission zu untersuchen.
Ansprechpartner: Pascal Grenz, Marcel Holtmann
Bei der winkelaufgelösten Photoemission werden Informationen über die elektronische Struktur von Probensystemen ermittelt. Um zusätzlich Spineffekte beobachten zu können, muss die Spinpolarisation der Photoelektronen analysiert werden. Eine vielverspre-chende Möglichkeit basiert auf der spinabhängigen Reflexion von Elektronen an Oberflächen mit einer hohen Austausch- oder Spin-Bahn-Wechselwirkung. Im Falle von Vielkanal-Photoemissionsexperimenten, bei denen mehrere Photoenergien und/oder Winkel parallel detektiert werden, werden sogenannte spinpolarisierende Elektronenspiegel für die Analyse der Spinpolarisation eingesetzt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die spinabhängigen Reflektivitäten eines targets zu untersuchen, um dessen Eignung als spinpolarisierender Elektronenspiegel festzustellen.
Ansprechpartner: Christoph Angrick
Als vakuum-ultraviolettes (VUV) Licht bezeichnet man den hochenergetischen Bereich von ultraviolettem Licht, welcher in Luft (und den meisten anderen Materialien) unmittelbar absorbiert wird. Dieses „exotische“ Licht eignet sich jedoch ausgesprochen gut für die Inverse Photoemission (IPE). Um die Effizienz des Experiments zu verbessern und seine Möglichkeiten zu erweitern, wird unser Aufbau durch geeignete Segment-Spiegel und VUV-Licht-polarisierende Fluorid-Kristalle aufgerüstet. Ziel einer Bachelor- oder Masterarbeit ist die Charakterisierung und Optimierung der verbesserten Apparatur.
Ansprechpartner: Marcel Holtmann, Pascal Grenz