Trianguläre Quantenmaterialien unter Dehnung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Anna E. Böhmer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568914227

Phasenübergänge, die eine bestimmte Richtung in einem Kristallgitter auswählen, haben in der letzten Zeit große Aufmerksamkeit erfahren. Insbesondere betrifft dies die sogenannten nematischen Phasen in eisenbasierten Supraleitern. Gleichzeitig wurde direktionale Dehnung (Spannung) als Kontrollparameter für Quantenmaterialien weithin etabliert, da diese Dehnung die konjugierte Variable zu der Brechung der Rotationssymmetrie in derartigen Phasenübergängen darstellt. Bis zum heutigen Tag haben sich die meisten Studien jedoch mit tetragonalen Materialien (mit quadratischem Gitter) befasst, in denen die direktionale Dehnung eine von zwei äquivalenten Richtungen auswählt. Materialien mit triangulärem Gitter sind jedoch grundsätzlich verschieden, dahingehend dass eine direktionale Dehnung die Entartung nur teilweise aufheben kann: Die Dehnung wählt eine von drei äquivalenten Richtungen aus, die anderen beiden bleiben entartet. In diesem Projekt werden wir direktionale Dehnung zur Sondierung und kontrollierter Modifikation von Ladungsdichtewellen-Phasen und versteckten Ordnungen von Quantenmaterialien mit triangulären Gittern nutzen. Zwei komplementäre Materialplattformen wurden ausgewählt: (i) die metallischen Übergangsmetall- Dichalkogenide NbSe2, TaSe2 und TiSe2 mit einer bekannten 3Q-Ladungsdichtewellen-Phase und vielzähligen Anzeichen für (eventuell dehnungsinduzierte) Phasen mit zusätzlicher Brechung der Rotationssymmetrie sowie (ii) die Kagomegitter-Verbindung FeGe, welche eine kürzlich entdeckte Ladungsdichtewellen-Phase aufweist, die an eine antiferromagnetische Ordnung sowie eine winzige monokline Verzerrung gekoppelt ist. Unter der Nutzung von einschlägigen und komplementären Messmethoden für nematische Phasen und Ladungsdichtewellen, die von Transport- und thermodynamischen Methoden zu Raman Spektroskopie und Erzeugung der zweiten Harmonischen (SHG) reichen, ist es unser Ziel, genuine nematische Instabilitäten mit gebrochener C3/C6 Rotationssymmetrie in diesen Materialklassen nachzuweisen. Zudem werden wir die Landschaft von verflochtenen Phasen in den potenziell sehr vielfältigen Temperatur-Dehnungs-Phasendiagrammen erkunden. Unsere Arbeit wird das Verständnis von Phasen mit gebrochenen Symmetrien und der Kontrolle durch Dehnung wesentlich erweitern: in zentralen Ladungsdichtewellen-Materialien, sowie allgemein in Materialien mit triangulären Gittern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yann Gallais