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TRR 288:  Elastisches Tuning und elastische Reaktion elektronischer Quantenphasen der Materie (ELASTO-Q-MAT)

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung seit 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422213477
 
Die ELASTO-Q-MAT Initiative des SFB-TRR 288 zielt darauf ab, neuartige physikalische Phänomene von Festkörpern zu verstehen und einzusetzen, die sich aus einer besonders starken Kopplung zwischen den elastischen Eigenschaften des Materials und seinen elektronischen Quantenphasen ergeben. Hierzu werden die Effekte von elastischem Tuning und elastischer Reaktion unterschiedlicher Arten elektronischer Ordnung an repräsentativen Klassen von Quantenmaterialien untersucht, die sich durch hohe Sensibilität ihrer Eigenschaften hinsichtlich innerer Verspannungen oder äußerem Druck auszeichnen. Prominente Beispiele solcher elektronischer Ordnungszustände sind Magnetismus, Ladungs- und orbitale Ordnung, nematische Ordnung, Supraleitung, elektronische Ferroelektrizität sowie topologische Quantenzustände. Die zu untersuchenden physikalischen Phänomene umfassen nichtlineare und Nichtgleichgewichts-Elastizität, magnetoelastischer Widerstand, kritische Elastizität, sowie Superelastizität aufgrund eines Volumenkollaps-Phasenübergangs. Die elastischen Reaktionen des Materials sollen genutzt werden, um symmetriebrechende Phasen einzustellen und zwischen ihnen zu schalten. Zudem sollen hieraus neuartige experimentelle Techniken entwickelt werden wie die ortsaufgelöste Vermessung der Gitterschwingen. Durch Kombination von Materialdesign (zum Teil angeleitet durch theoretische Überlegungen), Material-Synthese und -Charakterisierung mit neuartigen experimentellen Techniken zur mechanischen Manipulation elektronischer Systeme beabsichtigen wir sowohl das elastische Verhalten als auch die elektronischen Eigenschaften gezielt einstellen zu können. Hierzu setzen wir neben gut etablierten experimentellen und theoretischen Methoden vor allem auch neu entwickelte Techniken ein, wovon einige alleine in diesem Verbund verfügbar sind.Diese Initiative vereint Wissenschaftler*Innen von drei Universitäten und zwei Max-Planck-Instituten. Die beteiligten Wissenschaftler*Innen, die schon in vielfältiger Weise zusammen-gearbeitet haben und deren Expertise sich in idealer Weise ergänzt, können bereits entscheidende Beiträge zu diesem Forschungsfeld vorweisen. Die langfristigen Ziele unserer Initiative sind: i) die Entwicklung eines systematischen Verständnisses physikalischer Phänomene auf ganz unterschiedlichen Zeitskalen, die sich aus einer starken Kopplung zwischen elektronischer Ordnung und dem kristallinen Gitter ergeben. ii) Neuartige Quantenmaterialien mit außergewöhnlichem elastischem Verhalten herzustellen und zu verstehen, und das Potenzial zu erforschen, aus dem Wechselspiel zwischen mechanischen und elektronischen Eigenschaften, neue Funktionalitäten zu generieren.
DFG-Verfahren Transregios

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Antragstellende Institution Goethe-Universität Frankfurt am Main
 
 

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