Ultrakurzzeitdynamik laserangeregter Elektronen in Festkörpern
Dr. Bärbel Rethfeld (Institut für Laser- und Plasmaphysik, Univ. Essen)

Abstract: Die Absorption ultrakurzer Laserpulse durch Festkörper wird bestimmt durch elementare Stossprozesse, die bei der theoretischen Beschreibung auf kurzen Zeitskalen besonders berücksichtigt werden müssen. Während im Pikosekundenbereich dem transienten Nichtgleichgewicht zwischen Elektronen und Gitter durch das Zwei-Temperatur-Modell Rechnung getragen werden kann, kann bei kürzeren Zeiten im Bereich der Elektron-Elektron Stosszeit das Elektronengas nicht mehr durch eine Temperatur charakterisiert werden. Wir berücksichtigen mittels Boltzmann`scher Stossintegrale explizit die Verteilungsfunktion des freien Elektronengases. Es zeigt sich, dass die Abkühlung des laserangeregten Elektronengases durch das Nicht-Gleichgewicht im Vergleich zu einer Fermiverteilung gleicher Energiedichte verlangsamt ist. Auch bei der Beschreibung von Dielektrika muss das Nichtgleichgewicht im laserangeregten Elektronengas berücksichtigt werden. Ein modifiziertes Ratengleichungssystem, welches die Energie der Elektronen explizit berücksichtigt, erlaubt sowohl die Verfolgung des nichtstationären Anfangsverhaltens zu ultrakurzen Zeiten als auch die Beschreibung des Übergangs zum asymtotischen Lawinenregime.