Korrelationsinduzierte exotische Grundzustände in neuartigen Sulfiden

• Antragsteller: Dr. Saicharan Aswartham, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419457929

Eine Vielzahl an interessanten, neuen physikalischen Phänomenen tritt an der Phasengrenze zwischen Isolator und Metall auf, die allgemein als Mott-Übergang bekannt ist und durch die abstoßenden Coulomb-Wechselwirkungen zwischen den Elektronen hervorgerufen wird. Das beantragte Projekt zielt auf die Identifikation der "Isolator-zu-Metall"-Grenze, hauptsächlich in Sulfiden, und der Beeinflussung dieser hin zu exotischen Phasen ab, insbesondere unkonventionelle Metall Isolator Fluktuationen nahe dieser Phasengrenze, welche exotische Zustände stabilisieren können. Solche Phasengrenzen konnten bereits in einigen Sulfiden wie BaFe2S3 und GaNb4S8 unter Druck gefunden und untersucht werden, während weitere Sulfide wie NiPS3 dahingehend noch tiefergehend erforscht werden müssen. In diesem Projekt ist das Hauptziel derartige korrelationsinduzierte "Isolator-zu-Metall"-Grenzen durch chemische Substitution in Sulfiden zu untersuchen, in der Erwartung exotische Grundzustände vorzufinden. Wir beginnen mit chemischen Substitutionen/Dotierungen an bekannten Schwefel-basierten Mott Isolatoren, wie BaFe2S3 und CsFe2S3, um deren elektronische Phasendiagramme als Funktion des Substitutions- bzw. Dotierungsgrades zu untersuchen. Wir untersuchen die Phasendiagramme auf das Vorhandensein von quantenkritischen Punkten, sowohl in externem Magnetfeld als auch durch Substitution/Dotierung. Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist die Erforschung von neuen, bisher unbekannten Sulfiden, mit besonderem Interesse an zweidimensionalen (2D) Schwefel-basierten Quantenmaterialen des FePS3 Struktur-Typs und nahen strukturell verwandten Materialien, wie beispielsweise des MnPS3 Struktur-Typs und des MnPSe3 Struktur-Typs. Die Existenz vieler solcher Materialien wurde vorhergesagt, aber die experimentelle Synthese und Untersuchung speziell hinsichtlich der "Isolator-zu-Metall"-Grenze stehen noch aus.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen