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Projekt
Untersuchung der nematischen Phase eisenbasierter Supraleiter mittels des Nernst-Effekts
Antragsteller
Dr. Federico Caglieris, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392673109
Das Verständnis der sogen. nematischen Ordnung ist eine wichtige und sehr kontroverse Fragestellung der aktuellen Physik der kondensierten Materie. Unter nematischer Ordnung versteht man einen selbstorganisierten elektronischen Zustand, der die Rotationssymmetrie des zugrunde liegenden Kristallgitters bricht, jedoch die Translationssymmetrie erhält. Nematischer Ordnung wird eine bedeutende Rolle in vielen korrelierten Materialen zugeschrieben, und tatsächlich ist dies für zweidimensionale Elektronensysteme, Strontium-Ruthenate, supraleitende Kuprate und eisenbasierte Supraleiter (IBS) klar bestätigt. In den letzten Jahren waren besonders nematische Fluktuationen in den IBS Gegenstand intensiver Untersuchungen, da sie als essentiell für den Cooper-Paarmechanismus in unkonventionellen Supraleitern vermutet werden. Aufgrund der Reichhaltigkeit des elektronischen Phasendiagramms der IBS sind diese ideal, um den Zusammenhang zwischen elektronischer Nematizität, langreichweitiger magnetischer Ordnung, Supraleitung und Quantenkritikalität zu studieren. Als mögliche Sonden zur Untersuchung der Nematizität sind thermoelektrische Transportphänomene, nämlich der Seebeck- und der Nernst-Effekt bereits aufgezeigt worden, jedoch haben systematische Studien bisher nicht stattgefunden. Mit diesem Projekt möchte ich diese Lücke schließen. Im Besonderen möchte ich einen neuartigen und einzigartigen experimentellen Ansatz verwirklichen, indem uniaxiale Verspannung bzw. Zug als stimmbarer Parameter in Nernst-Effektmessungen eingesetzt wird. Tatsächlich hat sich uniaxiale Verspannung in aktuellen Experimenten als unverzichtbares Element zur Erzeugung struktureller Verzerrungen und damit zur Untersuchung der nematischen Phase und seinen Fluktuationen bewährt. Insbesondere wurden sehr interessante und vielversprechende Resultate durch Widerstandsmessungen erzielt. Tatsächlich werden thermoelektrische Transportgrößen diesbezüglich als weitaus sensitiver und damit völlig neue Einsichten in diesen neuen Aspekt der Physik korrelierter Elektronensysteme erwartet. Die vorgeschlagene Methode ist anspruchsvoll, da sie die Kombination einer (z. B. piezoelektrischen) Apparatur zur Anwendung uniaxialer Verzerrung mit einem hochauflösenden Aufbau für thermoelektrische Messungen erfordert. Durch ihre Realisierung erwarte ich nicht nur wichtige Resultate bezüglich nematischer Fluktuationen in IBS, sondern auch die Bereitstellung einer vielversprechenden Sonde für eine Vielzahl weiterer Fragestellungen. Beispielsweise können supraleitende Fluktuationen, auf die der Nernst-Effekt besonders sensitiv reagiert, mit der neuen Methode bezüglich ihrer Verspannungsabhängigkeit untersucht werden. Darüber hinaus verspricht die in diesem Projekt zu entwickelnde Methode auf längere Sicht auch neue Impulse für die Untersuchung topologischer Zustände, die bekanntermaßen zu unkonventionellem Magnetotransport und Nernst-Effekt führen, z. B durch die verspannungsgetriebene Justierung von Weyl-Punkte.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
