SPP 1458:  Hochtemperatursupraleitung in Eisenpniktiden

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Chemie ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 130149406

Die Entdeckung von Hochtemperatursupraleitung in Eisen-Arsen-Verbindungen hat in der Festkörperphysik und Festkörperchemie national und international größte Aufmerksamkeit erregt und immense Forschungsanstrengungen ausgelöst. Gründe für das große Interesse sind (1) die hohen kritischen Temperaturen von bis zu 55 K, (2) die reichhaltigen physikalischen Eigenschaften mit einem ausgeprägten Wechselspiel zwischen Struktur, Magnetismus und Supraleitung, (3) die große Materialvielfalt und (4) nicht zuletzt das Potenzial für technische Anwendungen.
Mit dem Schwerpunktprogramm wird eine konzertierte Anstrengung unternommen, um Materialien und Mechanismen dieser neuen Hochtemperatursupraleiter besser zu verstehen. Die angestrebte systematische Materialforschung hat zum Ziel, Proben der bereits bekannten Verbindungen optimal herzustellen, neue supraleitende Stoffsysteme zu finden und das Anwendungspotenzial auszuloten. Aufeinander abgestimmte experimentelle und theoretische Untersuchungen sollen dazu beitragen, die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der Pniktide und speziell den Mechanismus der Supraleitung zu verstehen.
Ein ganz wesentlicher Aspekt der Initiative besteht in der engen, interdisziplinären Zusammenarbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Festkörperchemie und -physik, beziehungsweise der Verzahnung von Material- und Grundlagenforschung. Die auf den Gebieten Chemie und Materialwissenschaften arbeitenden Gruppen sollen potenzielle neue Systeme erschließen und zur Optimierung von Materialien beitragen. Die physikalische Forschung soll nicht nur das Verständnis der Phänomene verbessern, sondern durch umfassende Charakterisierung und Modellierung auch auf die vornehmlich im Bereich der Chemie angesiedelten Synthesearbeiten zurückwirken.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Österreich, Schweiz

Projekte

• Ab initio modelling of structural and magnetic phase transitions under pressure and doping for the iron based superconductors (Antragstellerin Valenti, Maria Roser )
• Anisotropy and Magnetism in the EuFe2As2 Family (Antragsteller Dressel, Martin )
• ARPES of iron-based superconductors (Antragsteller Borisenko, Sergey )
• C-axis transport of pnictide superconductors (Antragsteller Müller, Paul )
• Chemical Modification of High-Temperature Superconducting Iron Pnictides: New Chemical Compounds and Characterization (Antragsteller Niewa, Rainer )
• Coordination and Workshops - High Temperature Superconductivity in Iron Pnictides (Antragsteller Büchner, Bernd )
• Crystal structure, phase diagram, electronic, magnetic and superconducting properties of AFe2-xMxAs2 -a joint experimental and theoretical study (Antragsteller Leithe-Jasper, Andreas )
• Effects of compensating doping or chemical pressure in 122-type superconductors and structure-property relations of superconducting platinum-iron arsenides with layered structures (Antragsteller Johrendt, Dirk )
• Electron selfenergy in the superconducting pnictides:orbital dependence, anisotropy, temperature dependence and its relation with the phase diagram (Antragsteller Honerkamp, Carsten )
• Electronic ground states and phase diagrams of Fe-pnictide superconductors (Antragsteller Klauss, Hans-Henning )
• Electronic, structural, and magnetic properties of single crystalline pnictides: Thermodynamic studies down to ultra-low temperatures (Antragsteller Enss, Christian Walter Dietrich ;  Klingeler, Rüdiger )
• Electronic structure and ultrafast dynamics of FeAs-based superconductors by angle- and timeresolved photoemission spectroscopy (Antragsteller Bovensiepen, Uwe )
• Fermi surfaces of iron pnictides investigated by use of magnetic quantum oscillations (Antragsteller Wosnitza, Joachim )
• Ferromagnetism and Superconductivity in LiFeAs (Antragsteller Büchner, Bernd )
• High-pressure single crystal growth and characterization of the 1111-type iron-pnictide superconductors and related systems (Antragsteller Krellner, Cornelius )
• High-Pressure Synthesis and Crystal Growth, Characterization and Thermodynamic Properties of Iron-Pnictide Superconductors and Related Systems (Antragsteller Lang, Michael )
• High-temperature superconductivity in iron pnictides: syntheses and structural chemistry of transition-metal pnictides and related structures (Antragsteller Schleid, Thomas )
• In-plane electronic anisotropy of differently doped AFe2As2 (A = Ba, Eu) superconductors (Antragsteller Gegenwart, Philipp )
• Interplay of structure, magnetism and superconductivity in 122 pnictides: Crystal growth, thermodynamics, and first-principle calculations (Antragsteller Meingast, Christoph )
• Investigation of low-energy excitations of iron-based superconductors by NMR and transport (Antragsteller Grafe, Hans-Joachim )
• Investigations in the interplay between magnetism and superconductivity in the iron-pnictides by high-pressure studies (Antragsteller Nicklas, Michael )
• Itinerant and localized magnetism in Fe based superconductors - Electron Spin Resonance spectroscopy and single crystal growth (Antragsteller Deisenhofer, Joachim )
• Josephson effects at iron pnictides - phase-sensitive experiments (Antragsteller Seidel, Paul )
• Magnetic fluctuations and nematic order in iron-based superconductors: Stability, short-time dynamics, transport and orbital correlations (Antragsteller Eremin, Ilya ;  Schmalian, Jörg )
• Magneto-elastic couplings and superconductivity in 11-type chalcogenides: Thermal and quantum fluctuations (Antragsteller Schwarz, Ulrich )
• Magnetoelastic properties of Fe superconductors via ab-initio DFT calculations (Antragstellerin Boeri, Lilia )
• Neutron scattering investigation of iron pnictides superconductors (Antragsteller Prokes, Karel )
• Neutron-scattering studies on magnetic correlations in FeAs-based superconductors (Antragsteller Braden, Markus )
• Novel and metastable arsenic free Fe based pnictide superconductors synthesized by reactive molecular beam epitaxy (Antragsteller Alff, Lambert )
• Phase sensitive tests on Fe-based superconductors exploiting novel designs (Antragstellerin Haindl, Silvia )
• Preparation and crystal growth of superconducting and magnetic rare earth-transition metal oxypnictides and alkali / earth alkali iron arsenides (Antragsteller Büchner, Bernd )
• Raman study of the interrelation of electron dynamics and phase transitions iron-based compounds (Antragsteller Hackl, Rudolf )
• Scanning Tunneling Spectoscopy of Iron Pnictides (Antragsteller Hemker-Heß, Christian )
• Spectroscopy of local excitations in iron pncictide superconductors (Antragsteller Wahl, Peter )
• Spin and charge dynamics in iron-based superconductors: A complementary neutron scattering and spectroscopic ellipsometry study (Antragsteller Inosov, Dmytro )
• Spin-density wave in pnictides: Excitonic instability, dynamics, and transport (Antragsteller Timm, Carsten )
• Superconductivity and nematic phases in iron pnictides from LDA+Gutzwiller theory (Antragstellerinnen / Antragsteller Boeri, Lilia ;  Gebhard, Florian )
• Synthesis and crystal growth of new and well-established iron pnictide superconductors (Antragsteller Büchner, Bernd )
• Synthesis, structure, and properties of selected ZrCuSiAs type pnictide oxides and related compounds (Antragsteller Pöttgen, Rainer )
• Thermodynamic and Transport Properties of Iron-Pnictide Superconductors under hydrostatic (Hegas) pressure (Antragsteller Lang, Michael )
• Towards a realistic description of the interplay of bosonic and fermionic degrees of freedom in the physical properties of Fe pnictide in the normal and superconducting state: multiband approaches with the account of disorder effects (Antragsteller van den Brink, Jeroen ;  Drechsler, Ph.D., Stefan-Ludwig ;  Efremov, Dmitri )
• Transport measurements, structure and Mössbauer investigations of FeSe-related novel superconductors under high pressure up to 100GPa (Antragsteller Ksenofontov, Vadim ;  Medvediev, Sergiy )
• Unconventional quantum states of matter in Fe-based superconductors (Antragsteller Hanke, Werner )
• Variation of FeAs-superconductors through replacement of As by Si or Ge and Fe by Co or Ni (Antragsteller Hlukhyy, Viktor )

• Sprecher: Professor Dr. Bernd Büchner
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Rudolf Hackl; Professor Dr. Carsten Honerkamp; Professor Dr. Dirk Johrendt
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Lambert Alff; Professorin Dr. Lilia Boeri; Professor Dr. Uwe Bovensiepen; Professor Dr. Jeroen van den Brink; Professorin Dr. Maria Daghofer; Dr. Joachim Deisenhofer; Stefan-Ludwig Drechsler, Ph.D.; Professor Dr. Martin Dressel; Dr. Dmitri Efremov; Professor Dr. Florian Gebhard; Professor Dr. Philipp Gegenwart; Dr. Hans-Joachim Grafe; Dr. Silvia Haindl; Dr. Viktor Hlukhyy; Dr. Jens Hänisch; Dr. Ruben Hühne; Professor Dr. Dmytro Inosov; Professor Dr. Rüdiger Klingeler; Professor Dr. Michael Koblischka; Professor Dr. Cornelius Krellner; Dr. Vadim Ksenofontov; Professor Dr. Michael Lang; Dr. Andreas Leithe-Jasper; Dr. Sergiy Medvediev; Dr. Christoph Meingast; Dr. Karel Prokes; Dr. Helge Rosner; Professor Dr. Thomas Schleid; Professor Dr. Jörg Schmalian; Privatdozent Dr. Ulrich Schwarz; Professor Dr. Paul Seidel; Professor Dr. Carsten Timm; Professor Dr. Peter Wahl; Dr. Thomas Wolf; Dr. Yinguo Xiao; Dr. Sergei Zherlitsyn