Anschlussprojekte

Nematische Ordnung und neue Phasen in Quantenmaterialien

Das Projekt zielt darauf ab, die physikalischen Ursachen für Phasenübergänge in Festkörpern, wie zum Beispiel Strukturumwandlungen, Spin- und Ladungsdichtewellen und Supraleitung zu untersuchen. Dabei ist nematische Ordnung, bei der die Rotations-, nicht aber die Translationssymmetrie gebrochen wird, eine hochinteressante, aber vergleichsweise wenig untersuchte elektronische Triebfeder. Sie entfaltet ihre Wirkung in einer Vielzahl von Materialien wie Systemen mit schweren Fermionen, Ruthenaten, Kupraten oder Verbindungen auf Eisenbasis. Raman-Streuung gehört zu den wenigen Techniken, die die direkte Beobachtung nematischer Ordnung erlaubt. Deshalb planen wir eine systematische Untersuchung von Ordnungsphänomenen mithilfe von Lichtstreuung an Elektronen und Phononen und deren theoretische Beschreibung auf mikroskopischer Basis.

Ausgangsprojekt: Materialien mit gekoppelten Ordnungsparametern unter extremen Bedingungen

Abschlussbericht

Das Projekt “Nematic order and new phases in quantum materials”, eine Zusammenarbeit zwischen den Gruppen von Prof. Thomas P. Devereaux an der Stanford University and PD Dr. Rudi Hackl am Walther-Meissner-Institut (WMI) in Garching, wurde von BaCaTeC in der Zeit von 1. Januar 2013 bis 31. Dezember 2014 gefördert. Es wurden die eisenbasierten Supraleiter Ba1-xKxFe2As2 (x = 0.4) und Ba(Fe1-xCox)2As2 (x = 0 - 0.1) untersucht, die bei niedrigen Dotierungen nematische Fluktuationen zeigen. Für Ba0.6K0.4Fe2As2 konnte gezeigt werden, dass zwei konkurrierende Kanäle zur Cooper-Paarung beitragen [T. Böhm et al., Phys. Rev. X 4, 041046 (2014)]. Gegenwärtig sind drei weiteren Publikationen einschließlich einer über chirale Anregungen im Entstehen. Die während der ersten Förderungsperiode von BaCaTeC (21[2007-2]) etablierte Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Ian Fisher in Stanford war die Grundlage für eine Veröffentlichung über Tritelluride [H.-M. Eiter et al., PNAS 110, 64 (2013)]. Fünf der von BaCaTeC geförderten Personen waren Nachwuchswissenschaftler: Dr. Elizabeth A. Nowadnick (Stanford University, jetzt Cornell, Aufenthalt in Garching 6.-21. Februar 2013), Associate Staff Scientist Dr. Brian Moritz (SLAC, National Accelerator Laboratory, July 23-27, 2013 and June 19-27, 2014), Dipl. Phys. Thomas Böhm (WMI, Aufenthalt in Stanford Dezember 2012-Juni 2013, 18. September – 7. Oktober 2014 und 21. November – 16. Dezember 2014), Dipl. Phys. Florian Kretzschmar (WMI, Aufenthalt in Stanford 23. – 29. März 2013), Dipl. Phys. Andreas Baum (WMI, Aufenthalt in Stanford 18. September – 7. Oktober 2014). E. A. Nowadnick, B. Moritz, F. Kretzschmar und T. Böhm hielten Vorträge in Garching bzw. Stanford. Der Projektleiter aus Bayern reichte bei der DFG zwei Förderanträge zu Fragestellungen ein, die direkt oder teilweise mit der durch BaCaTeC geförderten Forschung in Zusammenhang stehen.


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