Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 10: Elektrische, elektromechanische und optische Eigenschaften

DF 10.8: Vortrag

Dienstag, 8. März 2005, 16:50–17:10, TU EMH225

Die Existenz lichtinduzierter Polaronen in LiNbO₃ auf der Femtosekunden Zeitskala^* — •Theo Woike, Oliver Beyer und Karsten Buse — Physikalisches Institut, Universität Bonn,Wegelerstraße 8, 53115 Bonn

Bestrahlt man LiNbO₃ mit intensiven kurzen Laserpulsen, werden Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband angeregt. Das angeregte Elektron kann eine Gitterdeformation über die Elektron-Phonon-Kopplung hervorrufen und gräbt sich damit eine stabile Potentialmulde, ein Elektronen-Polaron wird erzeugt. Das Loch wandert zu einem Sauerstoffatom des Niob-Sauerstoff-Oktaeders und bildet dort ein Loch-Polaron.

Wir zeigen, dass beide Polaronen über eine Zwei-Photonen-Anregung erzeugt werden und dass sie bereits nach ca. 200 fs existieren. Ihr zeitlicher Zerfall wird mit einer gestreckten Exponentialfunktion beschrieben, da in den ungeordneten oxydischen Materialien eine Summe von exponentiellen Zerfällen auftritt. Wir erklären an Hand eines Bandschemas die Erzeugungs- und Rekombinationsprozesse. Die Messungen zeigen, dass bereits im Leitungsband große Polaronen gebildet werden, die als kleine Elektronen-Polaronen an einem Nb-Atom auf Li-Platz stabilisiert werden.
^*Gefördert von der DFG und von der Deutschen Telekom AG.