Quantentransport in topologischen Isolatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Mirlin
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238141645

Das Hauptziel dieses Projekts ist es, Quantentransporteigenschaften von topologischen Isolatoren (TI) theoretisch zu erforschen. Diese Eigenschaften sind durch ein höchst nicht-triviales Zusammenspiel von Topologie, Quanteninterferenz und Elektron-Elektron-Wechselwirkung bestimmt. Die Theorie, die wir entwickeln werden, soll spezifische Vorhersagen für Quantentransportcharakteristiken und ihre Abhängigkeit von Temperatur, Magnetfeld und Spannung liefern. Wir werden insbesondere solche Eigenschaften untersuchen, die als Kennzeichen von TI dienen können. Das Projekt besteht aus drei Teilen. Der erste Teil behandelt Transporteigenschaften von helikalen Randzuständen in 2D topologischen Isolatoren. Der zweite Teil des Projekts befasst sich mit neuartigen topologischen Zuständen, die durch Elektron-Elektron-Wechselwirkung oder durch Wechselwirkung von Elektronen mit Licht erzeugt werden. Der dritte Teil des Projekts beschäftigt sich mit Transport- und Magnetotransport-Eigenschaften von verschiedenen Realisierungen der Weyl-Halbmetallen. Die geplante Arbeit hat mehrere enge Verbindungen mit jüngsten, aktuellen und geplannten Aktivitäten der experimentellen Gruppen, die Transporteigenschaften von topologischen Isolatoren und Weyl-Halbmetallen innerhalb des SPP 1666 untersuchen. Das Vergleichen unserer Vorhersagen mit Transportmessungen dieser experimentellen Gruppen wird von großem Nutzen sein.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1666: Topologische Isolatoren: Materialien - grundlegende Eigenschaften - Strukturen für Bauelemente
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Igor Gornyi