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.
The study of ultra-pure materials still has many ways to surprise and delight! For delafossite metals it was shown that wires sculpted from the same single crystal have very different resistivities depending on the angle at which they are cut. From the fundamental physics point of view, the laws of bulk resistivity are being broken.
Wir freuen uns, bekannt geben zu können, dass Professor Joshua Goldberger von der Ohio State University in den Vereinigten Staaten ein von der Humboldt-Stiftung gefördertes Friedrich-Wilhelm-Bessel-Stipendium erhalten hat. Dieses angesehene Stipendium berechtigt ihn, ein Sabbatical in Deutschland zu verbringen, die meiste Zeit davon an unserem…
Two bistable and reversibly controllable antiferromagnetic states in strained BiFeO3 (BFO) films are discovered. These two non-volatile antiferromagnetic states are successfully patterned with a non-contact approach combining both optical and magnetic methods. The written antiferromagnetic pattern is electrically readable with at least 30% signal difference. This work promises an efficient route toward practical applications of antiferromagnetic spintronics.
Spintronische Bauelemente basieren auf der Nutzung des fundamentalen Elektronenspins zur Übertragung und Speicherung von Informationen. Ihr Einsatz würde keine Ladungsströme für ihren Betrieb erfordern und zu einer verbesserten Energieeffizienz mit geringerem Stromverbrauch, höherer Datenverarbeitungsgeschwindigkeit und besserer Integration von…
Andrei Bernevig, Princeton University, USA, Haim Beidenkopf, Weizmann Institute of Science, Israel, und Claudia Felser, Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden, Deutschland, stellen in ihrer neuen Übersichtsarbeit über magnetische topologische Materialien die neuen theoretischen Konzepte vor, die Magnetismus und Topologie miteinander verbinden. Es werden neue magnetische topologische Materialien und potenzielle möglichen Anwendungen in der Spin- und Quantenelektronik identifiziert sowie als Materialien für eine effiziente Energieumwandlung diskutiert.
Dr. Nitesh Kumar und Dr. Jacob Gayles, beide ehemalige Gruppenleiter in der Abteilung Festkörperchemie am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, werden zwei neu gegründete Max-Planck-Partnergruppen leiten.
The unconventional superconductor CeRh2As2 may host a “quadrupole density wave” - a theorized complex ordering pattern among free electrons that has not yet been observed.
