Weyl und Dirac Halbmetalle und andere perspektiven topologischen Halbmetalle -- synthesis Charakterisierung neuer Halbmetalle

• Antragsteller: Saicharan Aswartham, Ph.D.; Professor Dr. Bernd Büchner; Dr. Dmitri Efremov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405940956

Gegenwärtig ist eines der sich am schnellsten entwickelnden Gebiete in der kondensierten Materie die Physik von Dirac- (DSM) and Weyl- (WMS) Halbmetallen. Es handelt sich hierbei um 3D Graphenanaloga, die nicht nur theoretische Bedeutung haben sondern auch ein großes Potential für praktische Anwendungen in Komponenten der Nanoelektronik, Quantencomputer, Ultra-Hochgeschwindigkeits-Schaltungen haben, welches eine Antwort auf die aktuellen Herausforderungen der fortschreitenden digitalen Wirtschaft böte. Selbstverständlich sind noch nicht alle Auswirkungen der nichttrivialen Topologie der elektronischen Struktur vollständig erforscht, wobei einer der Hauptgründe im Mangel an Einkristallen aus Halbmetallen liegt. Ebenso offensichtlich ist die Tatsache, dass eine enge Zusammenarbeit zwischen theoretischen und experimentellen Physikern und Festkörperchemikern erforderlich ist, um Fortschritte bei der Materialforschung zu erzielen. In der Tat wurden die meisten DSM und WSM zuerst von der Theorie vorhergesagt, dann als Einkristalle gezüchtet und durch eine Reihe von Techniken analysiert, die nichttriviale topologische Zustände bestätigen.Die Ziele dieses Projekts sind theoretische Vorhersagen, Synthese von Einkristallen und umfassende Studien von topologischen Halbmetallen und ähnlichen Systemen. Das Projekt wird von internationalen Teams aus Moskau und Dresden geleitet, das theoretische und experimentelle Physiker (Leibniz IFW, Dresden) sowie Festkörper- und Materialchemiker, Experten für anorganische Synthese (Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University) umfasst. Mit dieser komplementären Expertise werden die wichtigsten Fragen der Chemie und Physik der topologischen Halbmetalle aufgegriffen. Als ersten Schritt werden neue Weyl und Dirac Halbmetalle synthetisiert und untersucht. Im nächsten Schritt werden Dirac-Halbmetalle mit mehreren entartete Punkten der Elektronenbandstruktur synthetisiert und untersucht, die kürzlich vorhergesagt wurden. Gegenwärtig bleiben Halbmetalle dieses Typs experimentell praktisch unerforscht. Zudem stellt sich die Frage nach der Veränderung der Position der Weyl- und Dirac-Punkte in Bezug auf das Fermi-Niveau.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Science Foundation
• Kooperationspartner: Dr. Igor Morozov