Kontrolle der Wechselwirkung und Einfluss von Unordnung in niedrig-dimensionalen Spinsystemen

• Antragstellerin: Dr. Natalija van Well
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275299204

Die Untersuchung der strukturellen und physikalischen Eigenschaften neuer Materialien ist die Grundlage für die Entwicklung innovativer Produkte und Technologien und somit von großer Bedeutung für die Gesellschaft, da dieses Wissen für diese einen Mehrwert kreiert. Für unsere sich schnell weiterentwickelnde Volkswirtschaften ist eine noch systematischere Analyse der physikalischen Eigenschaften von neuen Materialien unabdingbar, um auf Basis des so gewonnenen tiefgreifenden Verständnisses dieser Eigenschaften eine gezielte Modifikation der Zusammensetzung vornehmen zu können. Indem solche Forschungsergebnisse gezielt bei der Entwicklung neuer Produkte eingesetzt werden, ermöglicht dies den Ausbau der technologischen Vormachtstellung. Aus diesem Grund sollte der Hauptaugenmerk der Forschung nicht auf der Entwicklung neuer Materialien liegen, sondern darauf ausgerichtet sein, zu verstehen, wie man spezifische Materialien mit vor-definierten Eigenschaften kreieren kann. Solche Einblicke in das Zusammenwirken unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften werden gewonnen durch die Synthese, Züchtung und Charakterisierung von Zusammensetzungen und Verbindungen, wodurch die Ordnungsmechanismen, welche das kollektive Verhalten beispielsweise eines korrelierten Systems bestimmen, erklärt werden. Da zudem eine Modellierung von Phasen um quantenkritische Punkte durch nichtthermische Kontroll-Parameter möglich ist, kann der Einfluss von Unordnung in Materialien zu exotischen kritischen Punkten mit interessanten neuen Eigenschaften führen. Dieses Forschungsprojekt Kontrolle der Wechselwirkung und Einfluss von Unordnung in niedrig-dimensionalen Spinsystemen ist fokussiert auf die Untersuchung von solchen Zusammenhängen mit Hilfe der Neutronenstreuung. Im Einzelnen geht es um die Erforschung von drei niedrig-dimensionalen Spin Systemen, welche durch den Stipendiaten entwickelt und an der Goethe-Universität Frankfurt am Main gezüchtet wurden und welche für das Forschungsvorhaben besonders gut geeignet sind: a) Bei dem anisotropischen Modell für die triangularen Gitter des Cs2CuCl4-xBrx Mischsystems geht es um den Effekt der Unordnung in einem quasi-eindimensionalen frustrierten System. b) Anhand der neuen metallorganischen Zusammensetzung K(C8H16O4)2CuCl3 H2O wollen wir die Spinkorrelationen in Wechselwirkung mit der Quanten-Dimereinheit untersuchen. c) Bei Ba1-xSrxCuSi2O6 wird die spannende Physik der Bose-Einstein Kondensation in zweidimensionalen quantenkritischen Punkten erforscht.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Professor Dr. Christian Rüegg