Die Entdeckung der sogenannten „Topologischen Isolatoren“ gehört zweifellos zu den spektakulärsten und wichtigsten Fortschritten in der aktuellen Festkörperphysik. Topologische Isolatoren sind im Innern isolierend, besitzen jedoch leitende Oberflächenzustände. Das besondere an diesen Oberflächenzuständen ist ihre Stabilität gegenüber Streuprozessen, die mit fundamentalen Erhaltungssätzen begründet wird. Obwohl das Forschungsgebiet „Topologische Isolatoren“ erst vor wenigen Jahren entstand, gehört es inzwischen zu den weltweit am intensivsten erforschten Feldern der experimentellen und theoretischen Festkörperphysik.
In unserem Hauptseminar werden die verschiedenen Aspekte der Topologischen Isolatoren behandelt, beginnend von theoretischen Grundlagen über Klassifizierung verschiedener Topologischer Isolatoren, den Nachweis anhand experimenteller Signaturen der Oberflächenzustände, Quantentransport bis hin zur Materialforschung, d.h. Synthese von Volumen- und Nano-Materialen.
Mögliche Themen für Vorträge im Rahmen des Hauptseminars lauten
• Einführung in die theoretische Beschreibung von Topologische Isolatoren
• Toplogische Isolatoren: Klassifizierung und Beispiele
• Synthese von Topologischen Isolatoren
• Struktur und Materialeigenschaften der topologischen Isolatoren HgTe/Cd1-xHgxTe, Bi1-xSbx, Bi2Te3, Bi2Se3, Bi14Rh3I9
• Winkelaufgelöste Photoemission an Topologischen Isolatoren
• Studium von Topologischen Isolatoren mit Rastertunnelsonden
• Quantentransport in nanoskaligen Topologischen Isolatoren
• Synthese von Topologischen Isolatoren
• Topologische Isolatoren und Majorana-Fermionen