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Projekt
Proximity-induzierten Magnetismus, Elektrodynamik, und Störstellen in topologischen Isolatoren und Weyl Halbmetalle
Antragsteller
Professor Dr. Ilya Eremin
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2016 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314938056
Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften und ihrer experimentellen Zugänglichkeit haben 3-dimensionale Topologische Isolatoren (TI's) und Weyl-Semimetalle (WS's) in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Dieses Interesse begründet sich hauptsächlich in der Möglichkeit, sie als aktive Bausteine in verschiedenen Heterostrukturen verwenden zu können. Besonders in direkter Nähe zu Materialien in geordneten Zuständen, insbesondere zu supraleitenden und magnetischen Komponenten, eröffnen sich Wege zu neuen und interessanten physikalischen Effekten, welche in der Entwicklung Spin-basierter elektronischer Komponenten von fundamentaler Bedeutung sein könnten.Unser übergeordnetes Ziel ist ein besseres Verständnis der magnetischen Eigenschaften, sowie der Elektron-Elektron Wechselwirkung in 3-dimensionalen TI's und WS's. Obwohl effektive 1-Teilchen Theorien sehr erfolgreich eingesetzt werden können, um die Bandstruktur und viele der dominanten Effekte zu erklären und vorherzusagen, wird es immer offensichtlicher, dass ebenfalls Vielteilchen-Effekte, die zu untypischen magnetischen Eigenschaften führen, vorliegen und wahrscheinlich eine wichtige Rolle für das Verhalten des Materials spielen.Das Hauptziel ist die Untersuchung der Dynamik eben dieser magnetischen Eigenschaften, sowie von Phasenübergängen und dem Spin-Josephson-Effekt, welcher durch die magnetische Symmetriebrechung entsteht, die durch direkte Nähe zu Heterostrukturen vermittelt wird, welche auf topologischen Materialien basieren.Der Fokus soll dabei auf magnetisierten zwei- und drei-Schichtsystemen liegen, deren Magnetismus durch den Proximity-Effekt entsteht und die kürzlich experimentell realisiert werden konnten.Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung der Rolle von magnetischen und nicht-magnetischen Unreinheiten und deren Wechselwirkung mit Zuständen im inneren und auf der Oberfläche von TI's und WS's beim Entstehen nicht trivialer Quasi-Teilchen Interferenzmuster. Besondere Aufmerksamkeit soll dabei der Untersuchung des vermutlich topologischen Kondo Isolators, SmB_6, sowie Weyl-Semimetallen auf Basis der Pyrochlore-Bandstruktur mit gebrochener Zeit-Umkehr Symmetrie gelten.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
