Forschung
?
Ultraschnelle Ladungstr?gerdynamik in niedrigdimensionalen Heterostrukturen
Die ultraschnelle Dynamik von Ladungstr?gern und deren Spins in Festk?rpern spielt eine entscheidende Rolle bei vielen grundlegenden und technikrelevanten Ph?nomenen, von der Absorption der Energie von Licht in molekularen und anorganischen Halbleitern bis hin zur Spinfilterung an funktionellen Grenzfl?chen. In unserer Forschung untersuchen wir den Energie- und (Dreh-)Impulsdissipationsprozess von optisch angeregten Quasiteilchen im Energie- und Impulsraum auf der Femtosekunden- bis Pikosekunden-Zeitskala. Unsere Forschung liefert Grundlagen für die Gestaltung der spinabh?ngigen Materialeigenschaften auf ultraschnellen Zeitskalen durch optische Anregung.
Derzeit konzentrieren wir uns auf
- Die Ausbildung?und Umwandlung von Ladungstransfer- und Frenkel-Exzitonen in molekularen Materialien
- Intersite- und Interlaysedr-Ladungs- uns Spintransferprozessen in molekularen und anorganischen 2D-Heterostrukturen
- Impulsabh?ngigen Lebensdauern von Elektronen gefangen in periodischen Quantentopfen realisier durch?2D-metallorganischen por?sen Netzwerkstrukturen
Für unsere Forschung verwenden wir zeit-, spin- und impulsaufgel?ste Photoemissionsspektroskopie und Impulsmikroskopie. Für molekulare Systeme nutzen wir zus?tzlich die Methode der Photoemissions-Orbital-Tomographie, um durch ihre charakteristischen spektroskopischen Signaturen im Impulsraum Einblicke in die r?umliche Verteilung der emittierten Ladungstr?ger zu gewinnen.
?
?
Ausgew?hlte Ver?ffentlichungen und Nachdrucke:
- Revealing hidden spin polarization in centrosymmetric van der Waals materials on ultrafast timescales
B. Arnoldi, S. L. Zachritz, S. Hedwig, M. Aeschlimann, O. L. A. Monti, and B. Stadtmüller
Nat. Commun. 15, 3573, (2024) - Disentangling the multiorbital contributions of excitons by photoemission exciton tomography
W. Bennecke, A. Windischbacher, D. Schmitt, J. P. Bange, R. Hemm, C. S. Kern, G. D’Avino, X. Blase, D. Steil, S. Steil, M. Aeschlimann, B. Stadtmüller, M. Reutzel, P. Puschnig, G. S. M. Jansen, and S. Mathias
Nat. Commun. 15, 1804 (2024) - Coherent response of the electronic system driven by non-interfering laser pulses
T. Eul, E. Prinz, M. Hartelt, B. Frisch, M. Aeschlimann, and B. Stadtmüller
Nat. Commun. 13, 3324 (2022) - Time-resolved two-photon momentum microscopy—A new approach to study hot carrier lifetimes in momentum space
F. Haag, T. Eul, P. Thielen, N. Haag, B. Stadtmüller, and M. Aeschlimann
Review of Scientific Instruments 90, 103104 (2019) - Strong modification of the transport level alignment in organic materials after optical excitation
B. Stadtmüller, S. Emmerich, D. Jungkenn, N. Haag, M. Rollinger, S. Eich, M. Maniraj, M. Aeschlimann, M. Cinchetti, and S. Mathias
Nat. Commun. 10, 1470 (2019)
?
?
Ultraschnelle Magnetisierungsdynamik
Die Kontrolle der Spinzust?nde kondensierter Materie ist eine entscheidende Voraussetzung für die Realisierung neuartiger Konzepte in der Informationstechnologie. In unserer Forschung legen wir den Grundstein für solche Bemühungen, indem wir uns auf die ultraschnelle Magnetisierungsdynamik magnetischer Materialien nach optischer Anregung mit Femtosekunden-Lichtimpulsen konzentrieren. Unser Ziel ist es, die mikroskopischen Prozesse aufzudecken, die die ultraschnelle Magnetisierungsdynamik steuern, und neue Wege zur Kontrolle der Erzeugung spinpolarisierter Ladungstr?ger in diesen Materialien zu identifizieren.
Derzeit konzentrieren wir uns auf
- Optisch induzierter Spin-Transfer zwischen verschiedenen Gitterpl?tzen?und Schichten in ferromagnetischen Legierungen und metallorganischen Hybridstrukturen
- Ultraschnelle Magnetisierungsdynamik in kompensierten Magneten, d. h. in Antiferromagneten und Altermagneten?
Für unsere Forschung kombinieren wir zeit-, spin- und impulsaufgel?ste Photoemissionsspektroskopie mit ultraschnellen magnetooptischen Experimenten, um komplement?re Einblicke in die ultraschnelle spinabh?ngige Materialreaktion der Magnete nach optischer Anregung mit fs-Lichtpulsen zu erhalten.
?
?
?
?
?
?
Ausgew?hlte Ver?ffentlichungen und Nachdrucke:
- All optical excitation of spin polarization in d-wave altermagnets
M. Weber, S. Wust, L. Haag, A. Akashdeep, K. Leckron, C. Schmitt, R. Ramos, T. Kikkawa, E. Saitoh, M. Kl?ui, L. ?mejkal, J. Sinova, M. Aeschlimann, G. Jakob, B. Stadtmüller, H. C. Schneider
arXiv:2408.05187; https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.05187 - Observation of time-reversal symmetry breaking in the band structure of altermagnetic RuO2
O. Fedchenko, J. Minár, A. Akashdeep, S. W. D’Souza, D. Vasilyev, O. Tkach, L. Odenbreit, Q. Nguyen, D. Kutnyakhov, N. Wind, L.?Wenthaus, M. Scholz, K. Rossnagel, M. Hoesch, M. Aeschlimann, B. Stadtmüller, M. Kl?ui, G. Sch?nhense, T. Jungwirth, A.?B.?Hellenes, G. Jakob, L. ?mejkal, J. Sinova, H.-J. Elmers
Sci. Adv. 10, eadj4883 (2024) - Control of transport phenomena in magnetic heterostructures by wavelength modulation
C. Seibel, M. Weber, M. Stiehl, S. T. Weber, M. Aeschlimann, H. C. Schneider, B. Stadtmüller, B. Rethfeld
Phys. Rev. B 106, L140405 (2022) - Ultrafast spin transfer in ferromagnetic alloys
M. Hofherr, S. H?user, P. Tengdin, S. Sakshath, H. T. Nembach, S. T. Weber, J. M. Shaw, T. J. Silva, H. C. Kapteyn, M. Cinchetti, B. Rethfeld, M. M. Murnane, D. Steil, B Stadtmüller, S. Sharma, M. Aeschlimann, S. Mathias
Sci. Adv. 6 eaay8717 (2020) - Band structure evolution during the ultrafast ferromagnetic-paramagnetic phase transition in cobalt
S. Eich, M. Pl?tzing, M. Rollinger, S. Emmerich, R. Adam, C. Chen, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, L. Plucinski, D. Steil, B.?Stadtmüller, M. Cinchetti, M. Aeschlimann, C.?M. Schneider, S. Mathias
Sci. Adv. 3 (3), e1602094 (2017)
?
?
Spin-Funktionalit?ten in molekularen Hybridstrukturen
Molekulare Materialien auf Oberfl?chen sind ein faszinierender Bausatz zur Steuerung von Spin-Funktionalit?ten wie Spin-Filterung und Spin-Diffusion im Nanobereich. Die Steuerung solcher Spin-Funktionalit?ten in molekularbasierten Hybridstrukturen erfordert jedoch ein tiefgreifendes Verst?ndnis des empfindlichen Gleichgewichts zwischen intermolekularen sowie Molekül-Oberfl?chen-Wechselwirkungen, das sich typischerweise in der Anordnung der molekularen Superstrukturen widerspiegelt. In unserer Forschung konzentrieren wir uns daher auf den Zusammenhang zwischen der Effizienz von Spin-Funktionalit?ten und der strukturellen Ordnung molekularer Hybridstrukturen.
Derzeit konzentrieren wir uns auf ?
- Chiralit?tsinduzierte Spin-Filterung in chiralen 伟德国际_伟德国际1946$娱乐app游戏l-Molekül-Hybridstrukturen
- Spin-Polarisation von Oberfl?chenelektronen gefangen in periodischen Quantent?pfen?in ma?geschneiderten metallorganischen Netzwerken
- Spin-Filterung in unbeschichteten und passivierten magnetischen 伟德国际_伟德国际1946$娱乐app游戏l-Molekül-Hybridstrukturen
Für unsere Untersuchungen kombinieren wir strukturelle Charakterisierungswerkzeuge wie Rastertunnelmikroskopie und die synchrotronbasierte Normalincidence-X-ray-Standing-Waves-Technik mit spinaufgel?sten Elektronenspektroskopie-Werkzeugen, um einen umfassenden ?berblick über die Wechselwirkungen und die entsprechenden Spin-Funktionalit?ten in molekularen Hybridstrukturen zu erhalten.
?
?
?
?
Ausgew?hlte Ver?ffentlichungen und Nachdrucke:
- Vectorial Electron Spin Filtering by an All-Chiral 伟德国际_伟德国际1946$娱乐app游戏–Molecule Heterostructure
C. B. Viswanatha, J. St?ckl, B. Arnoldi, S. Becker, M. Aeschlimann, B. Stadtmüller
J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13, 6244–6249 - Observation of optical coherence in a disordered metal-molecule interface by coherent optical two-dimensional photoelectron spectroscopy
M. Aeschlimann, T. Brixner, M. Cinchetti, M. Feidt, N. Haag, M. Hensen, B. Huber, T. Kenneweg, J. Kollamana, C. Kramer, W. Pfeiffer, S. Ponzoni, B. Stadtmüller, P. Thielen
Phys. Rev. B 105, 205415 (2022) - Thermal-Driven formation of 2D Nanoporous Networks on 伟德国际_伟德国际1946$娱乐app游戏 Surfaces
L. Lyu, M. Mahalingam, S. Mousavion, S. Becker, H. Huang, M. Aeschlimann, B. Stadtmüller
J. Phys. Chem. C 123, 26263-26271 (2019) - Spin- and Angle-Resolved Photoemission Study of the Alq3/Co Interface
J. St?ckl, A. Jurenkow, N. Gro?mann, M. Cinchetti, B. Stadtmüller, M. Aeschlimann
J. Phys. Chem. C 122 (12), 6585–6592 (2018) - Modifying the Surface of a Rashba-Split Pb-Ag Alloy Using Tailored 伟德国际_伟德国际1946$娱乐app游戏-Organic Bonds
B. Stadtmüller, J. Seidel, N. Haag, L. Grad, C. Tusche, G. van Straaten, M. Franke, J. Kirschner, C. Kumpf, M. Cinchetti, M. Aeschlimann
Phys. Rev. Lett. 117, 096805 (2016)