Topologie von Fermi-Flächen und neuartige elektronische Zustände in Systemen mit stark korrelierten Elektronen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Christoph Geibel; Professor Dr. Cornelius Krellner; Professor Dr. Clemens Laubschat; Professor Dr. Joachim Wosnitza; Professorin Dr. Gertrud Zwicknagl
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316740996

Ziel des Projekts ist es, die Topologie von Fermi-Flächen und deren Wechselspiel mit Quantenphasenübergängen in Systemen mit stark korrelierten Elektronen zu untersuchen. Auf theoretischer Seite werden dazu Rechnungen der elektronischen Bandstruktur sowie für Kondo-artige Modell-Hamilton-Operatoren durchgeführt. Aus der Vielzahl von Fermi-Flächen-Instabilitäten werden sich entsprechend mögliche Szenarien kritischer Phänomene ergeben. Wichtige Beispiele sind Lifshitz-Übergänge sowie Mott- und Kondo-Isolatoren. Die Instabilitäten können mit unkonventioneller Ordnung (magnetische Ordnung, Orbital-, Ladungs- oder verborgene Ordnung sowie Spin-Flüssigkeiten und räumlich modulierter Supraleitung wie bei Fulde-Ferrell-Larkin- Ovchinnikov-Zuständen) verbunden sein. Kristalle hoher Qualität für Verbindungen mit f-Elektronen und organische Materialien werden bei tiefen Temperaturen, hohen Magnetfeldern und Drücken mithilfe von Messungen der spezifischen Wärme, Drehmoment-Magnetometrie und der Raman-Spektroskopie untersucht. Die Fermi-Flächen werden experimentell einerseits über de Haas-van Alphen (dHvA) und Shubnikov-de Haas (SdH)-Quantenoszillationen und andererseits über winkelaufgelöste Photo-Emissions-Spektroskopie (ARPES) bestimmt. Eines unserer wissenschaftlichen Ziele ist die Klassifikation von Fermi-Flächen-Instabilitäten in den untersuchten Systemen durch kohärente experimentelle und theoretische Untersuchungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Elena Hassinger; Professor Dr. Denis V. Vyalikh
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Sébastien Burdin; Dr. Marie-Aude Measson; Dr. Pierre Rodière; Professor Dr. Andres Santander-Syro; Dr. Ilya Sheikin