Elektronen sind für die meisten der makroskopischen Eigenschaften von Festkörpern verantwortlich, wie die elektrische Leitfähigkiet und Magnetismus, optisches und dielektrisches Verhalten, aber auch strukturelle und mechanische Eigenschaften. Die meisten Elektronen halten sich in mehr oder weniger gefüllten Orbitalen auf; wir sind jedoch vor allem an den mobilen Elektronen interessiert, die natürlich besonders bei Metallen wichtig sind. Wir untersuchen die dynamischen Eigenschaften der Elektronen mittels optischer Methoden in einem sehr weiten Sinne, d.h. wir decken den gesamten Spektralbereich von Relaxationsprozessen im Radiofrequenzbereich, kollektive Anregungen bei Mikrowellen, niederenergetische Anregungen im THz-Bereich, Infrarotspektroskopie zur Untersuchung von elektronischen und Schwingungsanregungen, Ellipsometrie bis hinauf in den ultravioletten Spektralbereich. Es gibt eine sehr empfindliche Beziehung zwischen strukturellen und elektronischen Eigenschaften. Wir untersuchen den Einfluss der molekularen Stuktur oder der Kristallstruktur (beispielsweise durch Variation der chemischen Zusammensetzung oder durch äußeren Druck) auf die elektronischen Eigenschaften (Anisotropie, Metall-Isolator-Übergang, Supraleitung, Antiferromagnetismus oder sonstige Ordnungsphänomene). Wir können jedoch auch durch geschickte Wahl der Systeme diese als Modelle nutzen, um fundamentale Fragestellungen in Festkörpern zu studieren, wie elektronische Korrelationen, Fermi-Flüssigkeitstheorie, Luttinger-Flüssigkeitsverhalten, Grundzustände gebrochener Symmetrie). Das Verständnis dieses Wechselspiels macht es schließlich möglich, mäsgeschneiderte Materialien durch eine Art molecular engineering herzustellen, um gewünschte makroskopische Eigenschaften zu erhalten. Ein weiterer Schritt beinhaltet die Wechselwirkung von Spin- und Ladungsfreiheitsgrade (spintronics), sowie von Licht und Ladung (photonics).

Wissenschaftliche Fragestellungen zu Elektronen in Festkörpern:

Materialien, die im Bereich Elektronen in Festkörpern untersucht werden:

Laufende Projekte auf dem Gebiet Elektronen in Festkörpern:

Ansprechpartner: N. Drichko, M. Dumm, M. Scheffler, M. Dressel