SFB 1143:
Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie
Fachliche Zuordnung
Physik
Chemie
Förderung
Förderung seit 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247310070
Die Festkörperphysik erhält ihren besonderen Charakter durch zwei tragende Säulen: Die eine wird gebildet durch den offenbar unendlichen Reichtum an physikalischen Phänomenen in der Natur, die andere die Notwendigkeit, das resultierende Wissen durch zugrunde liegende Ordnungsprinzipien zu systematisieren. Die Kombination dieser Säulen bildet die Grundlage für den technischen Fortschritt, der unsere Welt in den vergangenen einhundert Jahren geprägt hat.Das Ordnungsprinzip der Topologie basiert auf der Idee, dass Materialien globale Eigenschaften haben können, die nicht durch direkte lokale Messungen bestimmt werden können. Topologische Festkörperphysik beinhaltet eine Vielzahl bemerkenswerter Phänomene, von denen etliche bereits mit Nobelpreisen ausgezeichnet wurden: die Quanten-Hall-Effekte mit fraktionellen Ladungen, topologische und Chern-Isolatoren, Dirac- und Weyl-Fermionen sowie viele andere mehr.Der Sonderforschungsbereich (SFB) 1143 „Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie“ verfolgt ein integriertes Forschungsprogramm, in dem theoretische und experimentelle Untersuchungen zu Materialsuche und -synthese, die Entdeckung und Modellierung neuer physikalischer Phänomene und das Streben nach einem systematischen Verständnis des Forschungsfelds als Ganzes eng verflochten sind. Der SFB-Titel widerspiegelt die Einsicht, dass faszinierende kooperative magnetische Phänomene jenseits von einfachen Ferro- und Antiferromagneten existieren. Zentrale Voraussetzung für das Entstehen neuer magnetischer Zustände ist die Unterdrückung konventioneller magnetischer Ordnung durch frustrierte Wechselwirkungen. Das Ziel des SFB ist, neue magnetische Phänomene und Materialien zu identifizieren, zu verstehen und gezielt zu erzeugen, insbesondere solche mit topologischen Eigenschaften, wie Spinflüssigkeiten und benachbarte Phasen.Während der Laufzeit des SFB hat sich das Feld mit atemberaubender Geschwindigkeit weiterentwickelt. Die Beantwortung alter Fragen hat neue aufgeworfen, die nicht nur detaillierter, sondern vor allem breiter und tiefergehend sind. An Fragen der Vergangenheit wie „Existieren Spinflüssigkeiten überhaupt?” haben sich detaillierte Studien ihrer Eigenschaften einerseits und ihrer Klassifikation andererseits angeschlossen, die aktuell zur Suche nach völlig neuen Typen topologischer Magnete unter dem Stichwort von Spinflüssigkeiten höherer Ordnung geführt haben.Der SFB mit seiner integrierten und facettierten Forschungsstrategie hat beste Voraussetzungen, weiterhin fundamentale Beiträge zu diesem sich rasch entwickelnden Forschungsfeld zu leisten. Wir sind optimistisch, dass unsere ursprüngliche Vision, korrelierte und topologische Magnete auf einem Niveau vergleichbar mit dem für konventionelle Magnete zu verstehen, am Ende der geplanten letzten Förderperiode in Reichweite sein wird.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
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A01 - Spinflüssigkeiten und ihre Nachkommen: Phänomenologie, Dynamik und Störstellen
(Teilprojektleiter
Moessner, Roderich
;
Vojta, Matthias
)
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A02 - Transport, Anregungen und Kritikalität in frustrierten Quantenmagneten
(Teilprojektleiter
Brenig, Wolfram
;
Vojta, Matthias
)
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A04 - Magnetische nodale Semimetalle
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Link, Julia Monika
;
Meng, Tobias
;
Timm, Carsten
)
-
A05 - Bestimmung von Material-Eigenschaften von ersten Prinzipien
(Teilprojektleiter
van den Brink, Jeroen
;
Janson, Oleg
)
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A06 - Emergente nicht-hermitesche Topologie korrelierter Systeme
(Teilprojektleiter
Budich, Jan
;
Haque, Masudul
)
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A07 - Neue Arten von frustrierter und topologischer Materie
(Teilprojektleiter
Benton, Owen
;
Janssen, Lukas
;
Moessner, Roderich
)
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B01 - Synthese, Kristallzüchtung und Phasendiagramme frustrierter Magnete
(Teilprojektleiterinnen
Wolter-Giraud, Ph.D., Anja
;
Wurmehl, Sabine
)
-
B03 - Synthese frustrierter Magnete mit Dreiecksgittern
(Teilprojektleiter
Doert, Thomas
;
Ruck, Michael
)
-
B05 - Synthese von magnetischen nodalen Semimetallen
(Teilprojektleiterin
Felser, Claudia
)
-
B06 - Synthese unkonventioneller magnetischer Materialien
(Teilprojektleiterin
Lake, Alysia Catherine Isabel
)
-
C01 - Thermodynamik und Spin-Gitter-Wechselwirkung in hohen Magnetfeldern
(Teilprojektleiter
Dörr, Mathias
;
Klauss, Hans-Henning
;
Wosnitza, Joachim
)
-
C02 - Konkurrierende Ordnungen und Spindynamik: Nukleare Sonden
(Teilprojektleiter
Klauss, Hans-Henning
;
Sarkar, Rajib
)
-
C03 - Neutronenstreuung an frustrierten Quantenmagneten
(Teilprojektleiter
Inosov, Dmytro
;
Peets, Darren
)
-
C04 - Elektronenspektroskopie und -holographie
(Teilprojektleiter
Büchner, Bernd
;
Lubk, Axel
)
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C05 - Rastersondenmikroskopie: Magnetische Strukturen und topologische Zustände
(Teilprojektleiter
Eng, Lukas M.
)
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C06 - Röntgenstreuung und -spektroskopie: Elektronische Freiheitsgrade und ihre Anregungen
(Teilprojektleiter
Geck, Jochen
;
Tjeng, Liu Hao
)
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C07 - Spin- und Entropie-Transport
(Teilprojektleiter
Büchner, Bernd
)
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C09 - Kontrollierte Verspannung frustrierter Magnete
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Gati, Elena
;
Geck, Jochen
;
Mackenzie, Andrew
)
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C10 - Transporteigenschaften itineranter frustrierter und topologischer Magnete
(Teilprojektleiterin
Hassinger, Elena
)
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C11 - Exotische Anregungen aus linearer und nicht-linearer THz-Spektroskopie
(Teilprojektleiter
Kaiser, Stefan
)
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MGK - Integriertes Graduiertenkolleg
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Kaiser, Stefan
;
Timm, Carsten
;
Wurmehl, Sabine
)
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Z01 - Zentralprojekt
(Teilprojektleiter
Vojta, Matthias
)
Abgeschlossene Projekte