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B7: Abbildung kurzreichweitiger Korrelationen an oxidischen Ober- und Grenzflächen

Die Elektronenpaar-Emission von oxidischen Oberflächen soll studiert werden, wobei die Anregung über Primärelektronen (e,2e-Experiment) oder Photonen (doppelte Photoemission DPE) erfolgt. In einer theoretischen Studie wurde der DPE-Prozess von stark-korrelierten Systemen untersucht (B. D. Napitu and J. Berakdar, Phys. Rev. B 81, 195108 (2010)). Grundlage war ein Hubbard-Modell für Zweiteilchen, in dem die Stärke der Elektronenkorrelation durch den Parameter U eingeht. Eine wichtige Vorhersage war die Abhängigkeit der DPE-Intensität von dem Parameter U. Ein typisches stark-korreliertes Material ist NiO, für welches üblicherweise U ein Wert von U=6-8 eV hat. In einer experimentellen (e,2e) Studie von NiO/Ag(100) Filmen wurde entdeckt, dass die Koinzidenzintensität von NiO etwa eine Größenordnung über den Werten von typischen Metallen liegt. Trotz der Unterschiede des Prozesses der Paar-Emission in (e,2e) und DPE kann der experimentelle Befund als eine erste Bestätigung der theoretischen DPE Modellrechnung angesehen werden. Zumal erste theoretische Untersuchungen belegen, dass eine Ähnlichkeit zwischen (e,2e) und DPE bezüglich der Intensitätsabhhängigkeit von U besteht.

Theorie und Experiment geben starke Hinweise darauf, dass unter bestimmten Voraussetzungen die Stärke und die dynamischen Eigenschaften der Elektron-Elektron Wechselwirkung durch die Elektronenpaarspektren zugänglich sind. Um auf die DPE Modellrechnung Bezug zu nehmen, sollen DPE-Experimente an ausgewählten Oxiden wie NiO, CoO und ferroelektrischen Proben wie z.B. BaTiO₃ durchgeführt werden. Experimentelle Entwicklungen eines elektrostatischen Versuchsaufbaus machen diese Studien im Labor möglich. Ergänzend dazu sollen (e,2e) Studien durchgeführt werden. Parallel zum Experiment werden die elektronischen Eigenschaften und die daraus resultierenden DPE und (e,2e)-Spektren über die Modellrechnung hinausgehend bestimmt. Insbesondere wird eine Theorie entwickelt und numerisch implementiert, die eine materialspezifische Bestimmung der nichtlokalen und dynamisch abgeschirmten Elektron-Elektron-Wechselwirkung erlaubt. Eine weitere theoretische Entwicklung bezieht sich auf die dynamischen Eigenschaften des Streuprozesses. Insbesondere wird der Einfluss der Löcherdynamik auf die gemessenen Elektronenspektren untersuchen.