Zugriffsnummer 49079
Dokumenttyp Zeitschriftenartikel
Peer Review mit Peer Review
Sprache Englisch
Titel Far-from-equilibrium electron - phonon interactions in optically excited graphene
Autor(in); Institution
Düvel, Marten; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Merboldt, Marco; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Bange, Jan Philipp; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Strauch, Hannah; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Stellbrink, Michael; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Pierz, Klaus; 2.6, Elektrische Quantenmetrologie, PTB-Braunschweig
Schumacher, Hans Werner; 2.5, Halbleiterphysik und Magnetismus, PTB-Braunschweig
Momeni, Davood; 2.5, Halbleiterphysik und Magnetismus, PTB-Braunschweig
Steil, Daniel; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Matthijs, G. S.; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Steil, Sabine; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Novko, Dino; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Matias, Stefan; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Reutzel, Marcel; Georg-August-Universität Göttingen, Physikalisches Institut, Göttingen, GERMANY
Quelle/Jahr Nano Letters: 22 (2022), 12, 4897 - 4904
ISSN 1530-6984 (PRINT) ; 1530-6992 (ONLINE)
DOI
Verlag Washington, DC: ACS Publications
Freie Schlagworte graphene ; electron - phonon interaction ; photoelectron spectroscopy ; trARPES ; nonequilibrium ; quasiparticle self-energy ; Lucy-Richardson deconvolution algorithm ; density functional theory
Zusammenfassung Comprehending far-from-equilibrium many-body interactions is one of the major goals of current ultrafast condensed matter physics research. Here, a particularly interesting but barely understood situation occurs during a strong optical excitation, where the electron and phonon systems can be significantly perturbed and the quasiparticle distributions cannot be described with equilibrium functions. In this work, we use time- and angle-resolved photoelectron spectroscopy to study such far-from-equilibrium many-body interactions for the prototypical material graphene. In accordance with theoretical simulations, we find remarkable transient renormalizations of the quasiparticle self-energy caused by the photoinduced nonequilibrium conditions. These observations can be understood by ultrafast scatterings between nonequilibrium electrons and strongly coupled optical phonons, which signify the crucial role of ultrafast nonequilibrium dynamics on many-body interactions. Our results advance the understanding of many-body physics in extreme conditions, which is important for any endeavor to optically manipulate or create non-equilibrium states of matter.
Themenbereich der Metrologie Elektrizität und Magnetismus
Forschungsprojekt 18SIB07: GIQS: Graphene impedance quantum standard ; European Union's Horizon 2020 research and innovation program. Deutsche Forschungsgemeinschaft Research Unit FOR5242. EXC-2123 Quantum-Frontiers - 390837967.
Förderinformationen (1) Förderername: European Commission (EC)
Förderer ID: 0000 0001 2242 8989
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: EMPIR 2018 SI Broader Scope
Titel der Förderung: 18SIB07: GIQS: Graphene impedance quantum standard
Förderungsnummer: 18SIB07
Förderinformationen (2) Förderername: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Förderer ID: 0000 0001 2096 9829
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: 217133147/SFB 1073
Titel der Förderung: B07 ; B10

Zitierung

Düvel, M., Merboldt, M., Bange, J. P., Strauch, H., Stellbrink, M., Pierz, K., Schumacher, H. W., Momeni, D., Steil, D., Matthijs, G. S., Steil, S., Novko, D., Matias, S., & Reutzel, M. (2022). Far-from-equilibrium electron - phonon interactions in optically excited graphene. Nano Letters, 22(12), 4897–4904. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01325

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