Niedrigdimensionaler elektronischer Magnetotransport in epitaktischen ultradünnen Bi und Bi-Sb-Legierungsfilmen: Verunreinigungen, Struktur, Confinement und Unordnung.

• Antragsteller: Professor Dr. Herbert Pfnür
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254443332

Unser Kenntnisstand über die Zusammenhänge auf der atomaren Skala zwischen elektronischem Transport in spin-polarisierten Zuständen an Oberflächen oder Grenzflächen mit atomarer Struktur und Defekten ist überraschend unvollständig. Deshalb wollen wir in diesem Projekt die Streueigenschaften von atomaren Defekten mit unterschiedlichen magnetischen Momenten im Oberflächen-Magnetotransport untersuchen, und zwar auf ultradünnen epitaktisch gewachsenen und kristallinen Filmen aus Bismuth und Bi-Sb Legierungen, die starke Elektronenkorrelationen aufweisen sowie starke Spin-Polarisation aufgrund des Rashba-Effektes. Da Bi-Sb Legierungen für einen gewissen Konzentrationsbereich topologische Isolatoren darstellen, ist es uns möglich, die Oberflächenleitfähigkeit von topologisch geschützten und trivialen Oberflächen zu vergleichen. Unser Ziel ist die quantitative Untersuchung von verunreinigungsinduzierten Veränderungen der Oberflächenleitfähigkeit durch Magnetotransportmessungen in Magnetfeldern bis 4T und bei Temperaturen zwischen 5 und 300 K, die mit Strukturuntersuchungen mittels Elektronenbeugung (LEED) verknüpft werden. Auf diese Weise wollen wir die Zusammenhänge zwischen lokalen magnetischen Momenten, der lokalen Symmetrie, dem Ladungstransfer und Veränderungen der Bandstruktur aufklären, um nur einige Beispiele für die relevanten Verknüpfungen zu nennen. Wir wollen ferner diese Studien erweitern auf die Oberflächen von BiSb Legierungen als topologische Isolatoroberflächen. Schließlich wollen wir die Streueigenschaften eindimensionaler Randzustände auf gestuften Bi-Filmen mit (110) und (221)-Orientierung studieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Christoph Tegenkamp