Einfluss der Zwischenschichtwechselwirkung auf die Ladungs- und Gitterdynamik in schichtartigen Übergangsmetallchalkogeniden

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Kuntscher
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 440841111

Schichtartige Übergangsmetallchalkogenide zeigen eine Fülle von interessanten physikalischen Eigenschaften und exotischen Phasen aufgrund konkurrierender Korrelationseffekte und Topologie, wie etwa Ladungsdichtewelle, Mott-Isolator, Supraleitung, antiferromagnetischer topologischer Isolator, Weyl Halbmetall und ferromagnetisches nodal-line Halbmetall. Des Weiteren bieten sie eine ideale Plattform für die Realisierung atomar dünner, van der Waals-Kristalle mit einzigartigen Eigenschaften und hervorragender Perspektive für neuartige Anwendungen. Für das Verständnis der physikalischen Eigenschaften dieser neuartigen 2D-Kristalle ist die Charakterisierung und das Verständnis ihrer bulk physikalischen Eigenschaften entscheidend als vorbereitender Schritt und ist Gegenstand dieses Projekts.Ein Aspekt, der für die physikalischen Eigenschaften zweidimensionaler, schichtartiger Materialien entscheidend ist, ist die Zwischenschichtwechselwirkung. Insbesondere beeinflusst die Variation der Zwischenschichtwechselwirkung durch Änderung des van der Waals Zwischenschichtabstands stark ihre physikalischen Eigenschaften und induziert Phasenübergänge mit resultierenden exotischen Phasen. Die systematische Untersuchung und das Verständnis des Einflusses der Zwischenschichtwechselwirkung auf die Ladungs- und Gitterdynamik in schichtartigen Übergangsmetallchalkogeniden sind das Ziel dieses Projekts. Äußerer Druck ist der effektivste Weg für das Tuning des Zwischenschichtabstands und somit der Zwischenschichtwechselwirkung in einer kontrollierten Weise. Daher wird im Rahmen dieses Projektes äußerer Druck angewandt, um den Einfluss der Zwischenschichtwechselwirkung auf die Ladungs- und Gitterdynamik zu untersuchen. Durch druckabhängige Infrarot- und Ramanspektroskopie kann die Ladungs- und Gitterdynamik untersucht werden, während die Zwischenschichtwechselwirkung in schichtartigen Materialien variiert wird. Auf diese Weise können druckinduzierte elektronische Änderungen und Phasenübergänge mit auftretenden exotischen elektronischen Phasen beobachtet und detailliert und mit hoher Energieauflösung charakterisiert werden. Als Modellsysteme für diese Untersuchung sind verschiedene Übergangsmetallchalkogenide ausgewählt, die einerseits interessante physikalische Eigenschaften schon bei Umgebungsdruck zeigen, wie etwa Weyl Halbmetall oder magnetische topologische Phase, und die andererseits sehr empfindlich gegenüber äußerem Druck reagieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen