Topologische Semimetallphasen in HgTe-basierten Legierungen: Berryologie und Oberflächentransport

• Antragsteller: Professor Dr. Arthur Ernst; Privatdozent Dr. Jürgen Henk
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237597403

Topologische nichttriviale Semimetalle - Dirac- und Weyl-Semimetalle - zeigen einzigartige Eigenschaften: punktförmige Fermi-Flächen im Volumen und im Falle der Weyl-Semimetalle an der Oberfläche bogenförmige offene Fermi-Flächen (Fermi arcs). Motiviert durch unsere Vorhersage, dass die substitutionellen Legierungen HgTe1-xSx topologisch nichttriviale Dirac- und Weyl-Semimetallphasen unter Verzerrung entlang der [001]-Richtung zeigen, werden wir das weitgehend unerforschte Gebiet der topologischen Semimetalle untersuchen. Zeigen Materialien, die HgTe und HgS ähneln, ebenfalls topologisch nichttriviale Semimetallphasen?Wie können topologisch nichttriviale ungeordnete Systeme, insbesondere substitutionelle Legierungen, topologisch charakterisiert werden?Wie manifestieren sich topologische Semimetallphasen im elektronischen Transport nahe einer Oberfläche? Was sind spezifische Signaturen der einzigartigen elektronischen Struktur an der Oberfläche von Weyl-Semimetallen, d. h. die Fermi arcs?Darüber hinausgehend werden wir unsere Untersuchungen zu magnetisch modifizierten Topologischen Isolatoren fortsetzen, um insbesondere Systeme zu identifizieren, die einen anomalen Quanten-Hall-Effekt zeigen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1666: Topologische Isolatoren: Materialien - grundlegende Eigenschaften - Strukturen für Bauelemente
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Ingrid Mertig