Kontrolle starker Korrelationen von Hochtemperatur-Supraleitern mit Van-der-Waals-Heterostrukturen

• Antragsteller: Privatdozent Nicola Poccia, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452128813

Aktuelle Fortschritte bei der Integration dünner Bi-2212 van-der-Waals-Kristalle in nanoskalige Bauelemente haben theoretischen Voraussagen über eine kohärente Überlagerung von Zuständen mit einer d-Wellen-Symmetrie angeregt. Herausforderungen, die mit dem Stapeln von Bi-2212 Kristalliten verbunden waren, wurden in der ersten Förderperiode erfolgreich gemeistert und führten zur Beobachtung von spontan zeitgebrochenen Zuständen in gegeneinander verdrehten, optimal dotierten Bi-2212-Heterostrukturen. Darüber hinaus wurden mikrometerskalige gedruckte Schaltkreise aus Siliziumnitrid entwickelt, die es ermöglichten, atomar dünne Kupratkristalle in komplexere elektrische Schaltungen zu integrieren. Für die zweite Förderperiode erwarten wir, dass diese innovative Methode zur Herstellung elektrischer Schaltkreise die Untersuchung von Quantenzuständen an Kuprat-Grenzflächen mit unterschiedlichen Dotierungsgradienten des Sauerstoff-Zwischengitters erleichtert. Das Arbeitsprogramm umfasst dabei drei Hauptaufgaben: der Test mikrogedruckter Siliziumnitridschaltkreise an einem Josephsonübergang nicht verdrehter Kupratstapel, die Realisierung von unterdotierten und optimal dotierten Kuprat-Josephson-Übergängen und die Untersuchung der Rolle von Dotierungsgradienten auf den elektrischen Transports über die Grenzfläche in verdrehten Kuprat-Josephsonübergängen. Methodisch wird das kryogene Stapeln in einer inerten Atmosphäre zur Herstellung von verdrehten Kuprat-Grenzflächen verwendet. Gleichzeitig bieten mikrogedruckte Siliziumnitridschaltungen Vorteile bei der Herstellung von Kontaktierungen mit minimaler Beschädigung und hoher Auflösung. Im Rahmen des Projekts werden Tieftemperaturmessungen durchgeführt, um die Strom-Spannungs-Charakteristiken der hergestellten Heterostrukturen zu analysieren und Einblicke in ihre elektronischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur und den Magnetfeldern zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Kooperationspartner: Privatdozent Dr. Domenico Montemurro; Professor Dr. Francesco Tafuri