Geschützter helikaler Transport in topologischen Isolatoren und magnetisch dotierten Quantendrähten

• Antragsteller: Dr. Oleg Yevtushenko
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 285941391

Der gegenwärtige Forschungsantrag beinhaltet eine umfassende und detaillierte Studie von geschütztem helikalen Transport in topologischen Isolatoren und Nanoquantendrähten. Zwei theoretische Forschungsrichtungen sind hierbei von zentraler Bedeutung: (i) Die Robustheit von helikal geschütztem ballistischen Transport besser zu verstehen und (ii) die Entwicklung einer umfassenden Theorie von helikalen Phasen in wechselwirkenden Systemen. Diese Forschungsrichtungen bilden die Basis für den aktuellen Antrag. Es handelt sich um die unmittelbare Fortsetzung und substanzielle Erweiterung des Projekts (GZ entfernt), ``Symmetrie-geschützter Transport ein-dimensionaler Elektronen gekoppelt an lokale Spins: Von Randmoden topologischer Isolatoren zu Halbleiter-Quantendrähten'', welches vom Bewerber durchgeführt wurde. Der neue Antrag wurde durch jüngst entstandene wissenschaftliche Ideen und durch die erwartete mögliche intensive Kollaboration mit experimentellen Gruppen inspiriert. Die nächsten Schritte unserer theoretischen Arbeit decken die folgenden drei Richtungen ab: 1) Eine allgemeine Theorie helikaler Systeme (Robustheit helikaler Systeme im Nichtgleichgewicht, numerische Studien des Kondo/RKKY Übergangs in helikalen Systemen, langsame Relaxation von angeregten Spinzuständen – helikale Qubits); 2) Fundamentale theoretische Fragen mit Bezug auf helikale Systeme in magnetisch dotierten Quantendrähten (Stabilität der helikalen Phase, mehrere leitende Kanäle, mögliche anyonische Anregungen); 3) Theoretische Fragen in Bezug auf Experimente in reinen und dotierten Drähten hergestellt aus Bi (Phasendiagramm von magnetisch dotierten Quantendrähten in der Gegenwart von SOI, unter Berücksichtigung von nichttrivialen Spin Ordnungen in ebenjenen Drähten, helikale Phasen und Majorana Randzustände in magnetisch dotierten Quantendrähten in Verbindung mit supraleitenden Kontakten).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen