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Projekt
Topologische Isolatoren mit schwachen und starken Indizes
Antragsteller
Professor Dr. Piet W. Brouwer
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2016 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314807712
Topologische Isolatoren in drei Dimensionen haben schwache und starke topologische Indizes. Starke topologische Isolatoren haben topologisch geschuetzte Oberflaechenzustaende mit einer ungeraden Zahl der Dirac-Kegeln. In schwachen topologischen Isolatoren koennen topologisch geschuetzte eindimensionale helikale Zustaende an Versetzungen lokalisiert sein. (Ob es diese gibt haengt vom Burgers Vektor der Versetzung ab.) Diese beide Eigenschaften erscheinen gleichzeitig in topologischen Isolatoren mit nicht-trivialen starken und schwachen Indizes.In einer Plattengeometrie koennen helikale Zustaende an den Versetzungen die Oberflaechenzustaenden der Ober- und Unterseite verbinden. Vorlaeufige Ergebnisse zeigen dass dies unter bestimmten Bedingungen eine Anregungsluecke im Oberflaechenzustandsspektrum ausloest. Dieser Antrag enthaelt Vorschlaege, wie ein vollstaendigeres Verstaendnis dieser Beobachtungen erreicht werden kann, und wie die durch Versetzungen induzierte Kupplung zwischen Oberflaechenzustaenden der Ober- und Unterseite benutzt werden kann, um nicht-triviale elektronische Eigenschaften von einer Oberflaeche zur anderen zu uebertragen.Die Physik die wir hier beschreiben ist ein Alleinstellungsmerkmal topologischer Isolatoren mit sowohl schwachen als auch starken topologischen Indizes. Diese Bedingung wird in einer kleiner Zahl bekannter topologischer Isolatoren gegeben, wie z.B. bestimmte BiSb Verbindungen. Die meisten bekannten topologische Isolatormaterialen haben keine nicht-triviale schwache Indizes, und somit treffen die hier beschriebene Phaenomene dort nicht zu. Aus diesem Grund muessen topologische Isolatoren mit nicht- rivialen schwachen und starken Indizes als eine eigene Klasse betrachtet werden, getrennt von "rein" schwach or starke topologische Isolatoren. Dieser Antrag beschaeftigt sich mit der Physik, die diese Klasse unterscheidet: Die Kombination eindimensionaler geschuetzten Zustaende an Versetzungen mit zweidimensionaler geschuetzten Zustaenden an Oberflaechen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
