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.
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.
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.
