Physik der Quantenmaterialien
Unsere Forschung befasst sich mit zentralen ungelösten Fragen der Festkörperphysik, wobei modernste Spektroskopie- und Streuexperimente zum Einsatz kommen. Wir führen diese Experimente in unserem Labor und an Großforschungsanlagen auf der ganzen Welt durch. Ziel ist es immer, die zugrundeliegenden Quantenvielteilcheneffekte experimentell aufzuklären und die Entwicklung neuer Gerätekonzepte zu unterstützen.
Unsere Arbeitsgruppe ist Teil des Sonderforschungsbereiche “Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie” (SFB 1143) und des Exzellenzclusters ct.qmat. Wichtig für die Arbeit in diesen Projekten ist insbesondere das DRESDEN concept Labor für "Advanced Imaging and Scattering Studies" (AIMS-Lab), das wir gemeinsam mit dem IFW-Dresden betreiben.
© IFMP/IFW
Unsere Forschung
Ungewöhnliche Quanteneffekte können neuartige Materiezustände herbeiführen, die jenseits der etablierten Standardtheorien liegen und daher unser Verständnis der Natur herausfordern. Die entsprechenden Materialien werden daher auch Quantenmaterialien genannt. Bekannte und aktuell sehr intensiv untersuchte Beispiele für solche Phänomene sind unkonventionelle Supraleitunger, spontane Selbstorganisation von Elektronen in räumlich geordnete Strukturen, Quantenspinflüssigkeiten oder neuartige topologische Zustände von Elektronen in Festkörpern.
Quantenmaterialien sind nicht nur von großer wissenschaftlicher Bedeutung, sondern auch vielversprechend für künftige technologische Anwendungen. Sie haben z.B. das Potenzial, eine effiziente Energieerzeugung und -speicherung zu ermöglichen oder als robuste Plattform für Quantencomputer und Datenspeicher zu dienen. Forscher arbeiten daher auch an der Nutzbarmachung von Quantenmaterialien, mit dem Ziel, neue und nachhaltigere Technologien zu entwickeln.
In Dresden befassen sich aktuell 3 große Forschungsinitiativen mit Quantenmaterialien an denen wir aktiv beteiligt sind:
- Sonderforschungsbereich 1143: Correlated magnetism: From frustration to topology
- Exzellenzcluster ct.qmat: Complexity and Topology in Quantum Materials