Der Quanten-Hall-Effekt gehört zu den bekanntesten Beispielen für ein Quantenphänomen, das in einem wirklich makroskopischen Maßstab auftritt. Aufgrund seiner Robustheit ist der Quanten-Hall-Effekt für Anwendungen von enormer Bedeutung. Es wird heutzutage beispielsweise als „Goldstandard“ zur Messung elektrischer Widerstände verwendet. Noch wichtiger ist, dass der Quanten-Hall-Effekt als Drosophila für die topologische Physik angesehen werden kann und, dass zahlreiche topologische Materiezustände verstanden werden können, die auf den grundlegenden Erkenntnissen aufbauen, die im Zusammenhang mit den Quanten-Hall-Effekten in den letzten Jahrzehnte gewonnen wurden.
Traditionell wurde der Quanten-Hall-Effekt ausschließlich mit zweidimensionalen Metallen in Verbindung gebracht. Jetzt haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden, an der Technischen Universität Dresden, am Brookhaven National Laboratory in New York, am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, an der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und am Würzburg-Dresden Excellenzcluster ct.qmat einen neuen stark korrelierten elektronischen Zustand in einem dreidimensionalen Metall entdeckt, der ein enger Verwandter des zweidimensionalen Quanten-Hall-Zustands ist.
Hall-Widerstand (Resistivity) als Funktion des Magnetfelds (Magnetic Field) bei 2 K in Einheiten der Planck-Konstante h, der Elementarladung e und des Fermi-Wellenvektors entlang des Magnetfelds kF,z.
Hall-Widerstand (Resistivity) als Funktion des Magnetfelds (Magnetic Field) bei 2 K in Einheiten der Planck-Konstante h, der Elementarladung e und des Fermi-Wellenvektors entlang des Magnetfelds kF,z.
Das Team fand Signaturen eines unkonventionellen Hall-Effekts im Quantenlimit des Bulk-Metalls HfTe5, der neben dem dreidimensionalen Quanten-Hall-Effekt eines einzelnen Elektronenbandes bei niedrigen Magnetfeldern auftritt. Die zusätzliche plateau-artigen Signaturen in der Hall-Leitfähigkeit des niedrigsten Landau-Niveaus wird von einem Shubnikov-de-Haas-Minimum im longitudinalen elektrischen Widerstand begleitet, und skaliert mit 3/5 auf die Höhe des letzten Plateaus des dreidimensionalen Quanten Hall-Effekt. Die Ergebnisse stimmen mit starken Elektron-Elektron-Wechselwirkungen überein, die eine unkonventionelle Variante
Angesichts der Tatsache, dass topologische Zustände der Materie für unser Verständnis zweidimensionaler Systeme von größter Bedeutung waren, versprechen diese neuen Erkenntnisse aufregende zukünftige Erkenntnisse. Die Untersuchung der neuartigen Eigenschaften der Quanten-Hall-Physik in dreidimensionalen Metallen könnte es Wissenschaftlern nicht nur ermöglichen, besser zu verstehen, wie weit sich das mysteriöse Reich der Quanten-Hall-Physik ausbreitet, sondern auch die Erforschung stark korrelierter topologischer Zustände in dreidimensionalen Materialien im Allgemeinen vorantreiben.
“Grüner Wasserstoff” erfährt seit Einführung der Nationalen Wasserstoffstrategie eine hohe Aufmerksamkeit als Energieträger und Baustein für verschiedene industrielle Prozesse. Seine Herstellung durch die Wasserelektrolyse unter Verwendung von nachhaltigem Strom ist daher ebenfalls stark ins Zentrum der Forschung gerückt. Von den beiden Halbreaktionen der Wasserelektrolyse ist die Sauerstoff-Entwicklungs-Reaktion (OER) kinetisch anspruchsvoller und erfordert die Entwicklung innovativer Elektrokatalysatoren.
A team of scientists from the MPI CPfS in the research field Chemical Metals Sciences prepared a new intermetallic compound by the high-pressure high-temperature technique. From quantum-chemical analysis, this material is formed by chain polyanions of Ge atoms and four-atomic cluster polycations Lu4. It constitutes an important step in the understanding of chemical bonding in intermetallic compounds.
Ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern des MPI CPfS hat eine neuartige experimentelle Methode entwickelt, die direkte Bilder von angeregten Zuständen in einer Übergangsmetallverbindung liefert, ohne dass komplexe Rechnungen erforderlich sind. Dies ist ein wichtiger Schritt für das Verständnis der elektronischen Struktur und der vielfältigen Physik dieser Materialien.
Topologische Materialien zeichnen sich durch einzigartige elektronische und physikalische Eigenschaften aus, die von der zugrundeliegenden Topologie ihrer elektronischen Systeme bestimmt werden. Wissenschaftler der Max-Planck-Institute für Mikrostrukturphysik (Halle) und für Chemische Physik fester Stoffe (Dresden) haben jetzt entdeckt, dass (TaSe4)2I das erste Material ist, bei dem eine Ladungsdichtewelle einen Phasenübergang zwischen dem Zustand des Halbmetalls zum Isolator induziert.
Für die Wahlperiode 2020 bis 2024 wurden als Gleichstellungsbeauftragte Dr. Gudrun Auffermann (Festkörperchemie) und als Stellvertreterin Renate Hempel-Weber (Physik der Quantenmaterie) gewählt. Wir gratulieren recht herzlich und wünschen alles Gute für die Ausübung dieses wichtigen Amtes.
The intricate interplay of band-formation and electron correlation effects in uranium heavy fermion compounds is subject of an ongoing debate. Here scientists from MPI CPfS in Dresden, University of Cologne, University of Erlangen, Heidelberg University, University of California at San Diego, Los Alamos National Laboratory, Institute of Low…
Johannes Gooth, Leiter der unabhängigen Max-Planck-Forschungsgruppe „Nanostrukturierte Quantenmaterie“ am MPI für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden, erhält den Rudolf-Kaiser-Preis für den „erstmaligen experimentellen Nachweis sowie die weitergehende Charakterisierung der axialen Gravitations-Anomalie in Weyl-Halbmetallen“.
