Laserinduzierte Änderungen der elektronischen Transporteigenschaften von Manganaten

Laser-induced changes of electronic transport properties of manganites

by Manuel Mounir Mchalwat
Doctoral thesis
Date of Examination:2017-05-09
Date of issue:2017-07-31
Advisor:Prof. Dr. Konrad Samwer
Referee:Prof. Dr. Konrad Samwer
Referee:Prof. Dr. Markus Münzenberg
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6414

 

 

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Abstract

English

This thesis investigates the influence of local excitations by ultra-short laser pulses in strongly correlated manganites. It focuses on the nonlinear transport properties which are connected to the correlations between electrons and phonons. In particular, structured thin films of Lanthanum-Barium manganite and Lanthanum-Praseodymium-Calcium manganite were excited by femtosecond laser pulses at different temperatures near their metal-to-insulator transition. During this the first and third harmonic voltages of the electric transport were measured. From this, one could calculate the third harmonic coefficient. This coefficient is proportional to the density of correlated polarons which depends on the electron-phonon coupling. It was shown that this coupling could be changed drastically by the laser pulses and that the corresponding excitations relax with a time scale of the order of hundred nanoseconds.
Keywords: manganites; electronic correlations; correlated polarons; nonlinear resistance; laser excitation

German

Diese Arbeit untersucht den Einfluss von lokalen Anregungen durch ultrakurze Laserpulse auf stark korrelierte Manganate anhand ihrer Transporteigenschaften und betrachtet dabei die Nichtlinearitäten, mithilfe derer sich Rückschlüsse auf die Korrelationen zwischen den Elektronen und den Phononen und damit dem Gitter ziehen lassen. Dabei wurden im Speziellen strukturierte Dünnschichtproben der Systeme Lanthan-Barium-Manganat und Lanthan-Praseodym-Calcium-Manganat bei verschiedenen Temperaturen nahe ihres Metall-Isolator-Übergangs mit Laserpulsen im Femtosekundenbereich angeregt, während die erste und dritte harmonische Spannung des elektrischen Transports durch die Schicht gemessen wurden. Aus diesen Spannungen wurde der dritte harmonische Koeffizient als Maß für die Dichte korrelierte Polaronen berechnet, die abhängig von der Elektron-Phonon-Kopplung ist. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Kopplung durch die Laserpulse stark beeinflussen lässt und die Anregungen auf einer Zeitskala in der Größenordnung von hundert Nanosekunden relaxieren.
Schlagwörter: Manganate; elektronische Korrelationen; korrelierte Polaronen; nichtlinearer Widerstand; Laseranregung
 
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