Der Quanten-Hall-Effekt spielt traditionell nur in zweidimensionalen Elektronensystemen eine Rolle. Kürzlich jedoch wurde eine dreidimensionale Version des Quanten-Hall-Effekts im Dirac-Halbmetall ZrTe5 beschrieben. Es wurde vorgeschlagen, dass diese Version aus einer magnetfeldinduzierten Fermi-Oberflächeninstabilität resultiert, die das ursprünglich drei-dimensionale Elektronensystem in einen Stapel von zwei-dimensionalen Elektronensystemen umwandelt. 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, dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle und am Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat zeigen können, dass das Elektronensystem von ZrTe5 entgegen der ursprünglichen Erklärung auch im Magnetfeld drei-dimensional bleibt und, dass die quasi-Quantisierung des Hall Effekts trotzdem direkt mit Quanten-Hall-Physik verknüpft ist.
Spezifischer Hall-Widerstand als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einer Temperatur von 2 K in Einheiten des Planck’schen Wirkungsquantums h, der Elementarladung e und dem Fermiwellenvektor entlang des angelegten Magnetfeldes kF,z. Links oben zeigt eine Skizze der Probe. Rechts unten ist die drei-dimensionale Fermifläche der Elektronen in ZrTe5 dargestellt.
Spezifischer Hall-Widerstand als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einer Temperatur von 2 K in Einheiten des Planck’schen Wirkungsquantums h, der Elementarladung e und dem Fermiwellenvektor entlang des angelegten Magnetfeldes kF,z. Links oben zeigt eine Skizze der Probe. Rechts unten ist die drei-dimensionale Fermifläche der Elektronen in ZrTe5 dargestellt.
Die Erkenntnisse aus der Studie über Quanten-Hall-Physik in der dritten Dimension lassen sich universell auf konventionale Metalle übertragen und versprechen eine einheitliche Erklärung der in der Vergangenheit oft rätselhaften Plateaus, die bei Hall-Messungen in vielen drei-dimensionalen Materialien beobachtet worden sind. Darüber hinaus kann das Konzept direkt angewendet werden, um den zwei-dimensionalen Quanten-Anomalen-Hall-Effekt auf generische drei-dimensionale Magnete zu verallgemeinern.
Jüngste theoretische und experimentelle Forschungsarbeiten deuteten darauf hin, dass ein hydrodynamischer Elektronenfluss auch in 3D-Metallen möglich ist, aber wie er genau abläuft oder wie man ihn beobachten kann, blieb unbekannt. Bis jetzt. Ein Team von Forschern aus Harvard, dem MIT und dem Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe entwickelte Experimente und eine Theorie zur Erklärung des hydrodynamischen Elektronenflusses in 3D-Metallen und beobachtete ihn zum ersten Mal mit einer neuen Bildgebungstechnik.
Über 5.000 Läufer haben am Mittwochabend am ersten Tag der REWE-Team-Challenge teilgenommen. Das MPI CPfS war mit 16 Laufbegeisterten in schicken neuen Shirts in den Max-Planck Farben mit dabei! In vier Teams, einem Frauen- und drei Männerteams, ging es auf der 5 km langen Strecke vom Kulturpalast durch die historische Innenstadt Dresdens zum Rudolf-Harbig-Stadion. Alle haben die stimmungsvolle Laufstrecke genossen und unser Frauenteam hat es fast in die Top 10 geschafft (Platz 14)!
The phenomenon of superconductivity, providing current transmission without dissipation and a host of unique magnetic properties arising from macroscopic quantum coherence, was first discovered over a century ago. It was not understood until 1957, after which it quickly became clear that superconductors could in principle exist with a wide variety of the fundamental characteristic often referred to as the order parameter. Until the late 1970’s, however, all superconductors found experimentally had the same class of order parameter.
The analogy between the behaviour of different quantum particles which have the same quantum nature is one of the most fascinating aspects of science. A simple but prominent example is the analogy between the behaviour of electrons (fermions) in a one-dimensional metal and spinons (fermions) in a one-dimensional quantum magnet. But, what are spinons?
Die ortsaufgelöste Bestimmung welche der beiden enantiomorphen Strukturvarianten – die linkshändige oder die rechtshändige – einer chiralen Phase in einem polykristallinen Material vorliegt, steht im Zentrum unserer Veröffentlichung in Science Advances. Anhand von EBSD (electron backscatter diffraction) Messungen wird dies erstmals für die chiralen Elementstruktur β-Mn gezeigt für die eine Bestimmung der Händigkeit mit üblichen Röntgenbeugungsverfahren bisher nicht möglich ist.
Dr. Guowei Li from the Solid State Chemistry Department has left our institute this month. However, he fortunately will stay in close cooperation with members of our institute.
Die amerikanische National Academy of Sciences (NAS) hat Claudia Felser als Internationales Mitglied unter dem Auspizium der Sektion Angewandte Physik in Anerkennung ihrer herausragenden und anhaltenden Forschungsleistungen berufen.
Maja Bachmann aus der Abteilung Physik der Quantenmaterialien ist für ihre herausragende Doktorarbeit mit der Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft ausgezeichnet worden.
Researchers at MPI-CPfS have shown, through muon implantation experiments, that in Sr2RuO4 the onset of superconductivity causes spontaneous electrical currents to flow. They did this by showing that the onset of these currents splits from the main superconducting transition under uniaxial stress, which proves that it is a distinct transition, not a measurement artefact.
“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.
