Korrelierte Fermionen mit Spin-Bahn-Kopplung und konkurrierende Ordnungen in Festkörpern

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Scherer
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310962627

Korrelierte Elektronen in Festkörpern führen zu zahlreichen faszinierenden Phänomenen, wie Magnetismus, Metall-Isolator-Übergängen und Hochtemperatursupraleitung. Das Projekt zielt auf eine systematische Untersuchung der Phasendiagramme wechselwirkender Fermionen-Systeme kondensierter Materie ab. Dirac-Materialen, wie Graphen und eine wachsende Zahl neuer zweidimensionaler Systeme, weisen in der theoretischen Beschreibung in Anwesenheit von hinreichend starken Wechselwirkungen eine große Zahl möglicher geordneter Zustände auf. Mittels effektiver Modelle und quantenfeldtheoretischer Methoden soll der Wettstreit dieser Ordnungen untersucht sowie quantitativ ihr multikritisches Verhalten bestimmt werden. In vielen dieser neuen Materialien und in topologischen Materiezuständen spielt neben den elektronischen Wechselwirkungen die Spin-Bahn-Kopplung eine zentrale Rolle. Das theoretische Verständnis vom Zusammenspiel von Korrelationseffekten und Spin-Bahn-Kopplung steht erst am Anfang. Hier soll ein vielseitig anwendbares Verfahren zur Bestimmung der führenden Vielteilchen-Instabilitäten entwickelt werden, ohne vorherige Annahmen über die auftretenden Ordnungstendenzen zu machen. Dies zielt auf eine theoretische Beschreibung der Niedrigenergie-Eigenschaften von (zweidimensionalen) Materialien mit relevanter Spin-Bahn-Kopplung ab. Das Projekt soll mit modernen Formulierungen der Renormierungsgruppe untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Igor Herbut