Die Arbeitsgruppe “Terahertz Physics of Quantum Materials” untersucht Phänomene bei extrem hohen Frequenzen im sogenannten Terahertz (THz)-Bereich von etwa 1 bis 30 THz. Dieses relativ wenig erforschte Frequenzfenster überlappt mit zahlreichen elementaren Prozessen in kondensierter Materie, wie etwa Gitterschwingungen (Phononen), Spinwellen (Magnonen) und der Streuung von Leitungselektronen (Impulsrelaxation). Um die Dynamik und Kopplung dieser Prozesse zu entschlüsseln und sogar zu kontrollieren, entwickeln wir empfindliche optische Methoden, die auf ultrakurzen elektromagnetischen Feldern im THz-Bereich und optischen Laserimpulsen beruhen und kombinieren diese mit Nahfeldmethoden für eine verbesserte räumliche Auflösung. Um unsere Ergebnisse besser zu verstehen, entwickeln wir einfache theoretische Modelle. Die dabei gewonnenen Einsichten sind anwendungsrelevant. So nähern sich die Bitraten und Bandbreiten in der Informationstechnologie dem THz-Bereich kontinuierlich an, z.B. in Drahtlosnetzwerken und Feldeffekttransistoren. Andererseits nutzen wir unsere Erkenntnisse direkt für Anwendungen in der THz-Photonik, z.B. zur Konstruktion neuartiger Emitter, Detektoren und Modulatoren von THz-Strahlung.
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