Steuerung kooperativer elektronischer Zustände in Kagome-Metallen

Wenn sich die Musik ändert, tut es auch der Tanz: Steuerung kooperativer elektronischer Zustände in Kagome-Metallen. So lautet die Überschrift der Pressemitteilung aus dem MPI für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) zu einer im Februar 2024 in Nature erschienenen Arbeit, an der Wissenschaftler des Hamburger Max-Planck-Instituts federführend waren. Zu den Autoren gehören auch Maia Ver und Claudia Felser (Abteilung TQC) des MPI CPfS.

Die Publikation ist das Resultat der Fortsetzung der Zusammenarbeit an Kagome-Supraleitern der Zusammensetzung AV₃Sb₅ zwischen der Gruppe von Philip Moll am MPI für Struktur und Dynamik der Materie und der Abteilung TQC am MPI CPfS. Über zwei Jahre forscht das Team an diesen Materialien, die Gegenstand heftiger Diskussionen in der Fachwelt sind. Denn an ihnen wurden kontroverse experimentelle Ergebnisse beobachtet. Denn aufgrund ihres strukturellen Aufbaus und dem damit verbundenen magnetischen Frustrationen reagieren die Kagome-Materialien selbst auf scheinbar geringe Störungen sehr stark.

Anhand eines neuartigen spannungsfreien Messverfahrens konnten die Forschenden an der Verbindung CsV₃Sb₅ den inhärenten Grundzustand ohne Störungen identifizieren. Und damit zeigen, dass die auf den ersten Blick widersprüchlichen Beobachtungen ein Merkmal dieser Verbindungsklasse ist und kein Fehler. Diese Eigenschaft ist eine direkte Folge des unkonventionellen Grundzustands von CsV₃Sb₅, der mehrere miteinander verflochtene elektronische Ordnungen aufweist. Daher kann das System durch geringste äußere Störeinflüsse wie Dehnungen oder Magnetfelder aus seinem eigentlichen Grundzustand herausgelöst werden, was zu kontroversen experimentellen Beobachtungen führt.

Der obere Text ist ein Auszug aus der vollständigen [Presserklärung] des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie.