Tracking inter-particle correlations by many-body spectroscopies from complex systems - [kumulative Dissertation]

Abstract

Das Ziel dieser Doktorarbeit ist, zu einem tieferen Verständnis von Inter-Teilchen-Wechselwirkungen und deren Manifestation in Spektroskopien beizutragen. Insbesondere sind dynamische Elektron-Elektron-Wechselwirkungen der primären Fokus dieser Arbeit. Wir verwenden den Formalismus der Nichtgleichgewichts-Greensfunktionen, um eine allgemeine theoretische Beschreibung von Photoemission zu formulieren. Der wichtigste Fortschritt ist die Beschreibung von Doppelphotoemission, einem sehr nützlichen Sensor für Korrelationen in Vielteilchensystemen. Die effektive Wechselwirkung in komplexen System wird, neben der Coulomb-Abstoßung, durch Fluktuations-mediierte Effeke aufgrund der dynamischen Umgebung bestimmt. Als ein wichtiges Beispiel konzentrieren wir uns auf die dynamische Abschirmung im Buckminster Fullerene. Mithilfe von ab initio Rechnungen und in enger Zusammenarbeit mit Experimenten erklären wir die Rolle, die diese kollektiven Anregungen in der Doppelphotoemission spielen.

The goal of this thesis is to contribute to a deeper understanding of inter-particle interactions and their impact on spectroscopies. In particular, dynamical electron-electron interactions determine the major focus of this work. We apply the nonequilibrium Green’s function formalism in order to theoretically describe photoemission on general grounds. The main advances is the description of double photoemission, a very useful sensor for correlations in many-body systems. The effective interaction in more complex systems comprises, besides the Coulomb repulsion, fluctuation-mediated effects due to the dynamical environment. As an important example, we focus on dynamical screening in the Buckminster fullerene. Based on ab initio calculations and in close collaboration to experiments, we map out the role of these collective excitations in double photoemission.