Abbildung kurzreichweitiger Korrelationen an oxidischen Ober- und Grenzflächen

Die Elektronenkorrelation an oxidischen Oberflächen soll mithilfe der Elektronenpaar-Emission studiert werden, wobei die Anregung über Primärelektronen (e,2e-Experiment) oder Photonen (doppelte Photoemission DPE) erfolgt. In der ersten Förderperiode haben wir in einer theoretischen Studie den DPE-Prozess von stark-korrelierten Systemen untersucht. Grundlage war das Hubbard-Modell, in dem die Stärke der Elektronenkorrelation durch den Parameter U eingeht, der in dieser Modellrechnung nicht bestimmt werden kann. Eine wichtige Vorhersage war eine quadratische 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. Auf diese Beobachtung soll in der neuen Förderperiode aufgebaut werden. 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 an diesen Materialien durchgeführt werden. Parallel zu den experimentellen Arbeiten werden die elektronischen Eigenschaften und die daraus resultierenden DPE und (e,2e)-Spektren über die Modellrechnung hinausgehend bestimmt. Insbesondere werden wir eine Theorie entwickeln und numerisch implementieren, 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 werden wir den Einfluss der Löcherdynamik auf die gemessenen Elektronenspektren untersuchen.