Lehrstuhl Prof. Dr. J. Pollmann gemeinsam mit Prof. Dr. P. Krüger und PD Dr. M.
Rohlfing
Angeregte elektronische Zustände und deren zeitlicher Zerfall
Die Dichtefunktionaltheorie ist nicht ohne weiteres in der Lage, angeregte elektronische Zustände
adäquat zu beschreiben. Eine systematische Bestimmung solcher Anregungen kann jedoch im Rahmen der
Vielteilchen-Störungsrechnung auf der Basis einer vorangegangenen DFT Rechnung realisiert werden. Die
zentrale Größe in diesem Formalismus ist der elektronische Selbstenergie-Operator, der die
quantenmechanischen Austausch- und Korrelations-Effekte der Elektronen beschreibt. Im Rahmen der
sogenannten GW-Näherung liegt für diesen Operator ein handhabbarer Ausdruck vor, der durch
das Produkt der Einteilchen-Greenfunktion (G) und der abgeschirmten Coulomb-Wechselwirkung
(W) gegeben ist. Dadurch wird es möglich, Quasiteilchen-Anregungen zuverlässig zu
beschreiben. Im Rahmen der Bethe-Salpeter Gleichung können darüber hinaus auch gekoppelte
Elektron-Loch Anregungen untersucht werden. Die resultierenden Quasiteilchenbandstrukturen und optischen
Anregungsspektren lassen sich so mit großer Genauigkeit auswerten. Charakteristische Resultate dieser
Methode, die bislang weltweit erst von wenigen Gruppen im Rahmen eines ab-initio Zugangs umgesetzt
werden konnte, sind in den unten angegebenen Referenzen dokumentiert. Unter anderem wurden
Quasiteilchenbandstrukturen von MgO und LiF Volumenkristallen, LiF(001) und MgO(001) Oberflächen
sowie Exzitonen in diesen stark ionischen Isolatoren sowie an ihren (001) Oberflächen studiert.
Auch die Adsorption von CO auf der MgO(001) Oberfläche wurde untersucht. Dabei stand
besonders die Dynamik des schnellen zeitlichen Zerfalls von elektronischen Anregungen adsorbierter
Moleküle durch die Ankopplung des CO Moleküls an das Substrat im Mittelpunkt des
Interesses.
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