Ab-initio Rechnungen der elektronischen und Transport-Eigenschaften eindimensionaler Randzustände nanostrukturierter topologischer Isolatoren

• Antragsteller: Dr. Gustav Bihlmayer
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237672149

In diesem Projekt sollen die elektronischen Eigenschaften und der Transport durch die Randkanäle von (hauptsächlich) zweidimensionalen topologischen Isolatoren (TIs), topologischen kristallinen Isolatoren und Systemen mit anomalen Quanten-Hall Effekt auf der Basis von ab-initio Rechnungen untersucht werden. Dichtefunktionaltheorie erlaubt uns materialspezifisch z.B. Grenzflächen zwischen TIs und Substraten zu untersuchen, die magnetisch oder unmagnetisch sein können, ideal glatt oder gestuft, mit Stapelfehlern oder Defekten. Auf ähnliche Weise werden die Ränder des TI in idealen und realistischen Konfigurationen analysiert, in denen sie verschiedene Terminierungen, Rekonstruktionen etc. aufweisen können. Indem wir Methoden zur Vorhersage des ballistischen Transports anwenden, möchten wir die experimentell zugänglichen Daten zur Struktur und elektronischen Struktur mit den Messungen der Randleitfähigkeiten verbinden. Im Brennpunkt stehen vielversprechende Materialien, die wir in der ersten Förderperiode ausfindig gemacht haben, ebenso wie neue Strukturen, die von unseren experimentellen Partnern untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1666: Topologische Isolatoren: Materialien - grundlegende Eigenschaften - Strukturen für Bauelemente
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Yuriy Mokrousov; Dr. Daniel Wortmann