2D-Materialien

Die wissenschaftliche Revolution auf dem Gebiet der 2D-Materialien hat 2004 mit der Isolierung von Graphen begonnen, und wurde mit der Gruppe der Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDs) fortgesetzt. Bis heute wurden hunderte derartiger Materialien nachgewiesen und tausende sind theoretisch vorhergesagt. Die diesbezüglichen Aktivitäten am IIM umfassen ein weites Spektrum, von der Untersuchung der Ladungsträgerdynamik, über Defektbildung, Dotierung bis hin zur Herstellung von (opto-)elektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel Transistoren oder Detektoren. Aufgrund zusätzlicher experimenteller Ausstattung können nun gestapelte Mehrfach- und Heteroschichten auch mit definiertem Verdrehungswinkel (stacked & twisted) kontrolliert präpariert werden. In derartigen Strukturen können bislang nicht zugängliche Freiheitsgrade zur Realisierung neuartiger elektronischer Zustände und Prozesse zur Informationsverarbeitung verwendet werden (Valleytronics und Twistronics). Viele der am IIM etablierten Kompetenzen tragen zur Forschung an derartigen Materialien bei: Transportmessungen, optische und THz-Spektroskopie, auch im Magnetfeld oder lokal aufgelöst im Nahfeld, Defekt­erzeugung und Dotierung durch Ionen, oder atomistische Multiskalen-Simulationen.

Beteiligte Abteilungen des Instituts