Chirale Anomalie, Abschirmung und Niederenergiedynamik von Weyl-Halbmetallen

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Lemmens
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 346795687

Weyl-Halbmetalle sind eine kürzlich entdeckte Materialklasse mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Als dreidimensionales Analogon zu Graphen besitzen sie Dirac-Zustände im Volumen mit chiralen Quasiteilchen und eine ungewöhnlich große Mobilität auch bei Raumtemperatur. Die Dirac-Zustände führen auch zu starken plasmonischen Effekten und anderen interessanten Eigenschaften in magnetischen und elektrischen Feldern. Diese Adler-Bell-Jackiw oder chiralen Anomalien werden derzeit im Hinblick auf ihr Potential für zukünftige Sensor- oder Elektronikkonzepte erforscht. Unser Ziel ist die Untersuchung von chiralen Anomalien in TaAs mittels elektronischer Ramanstreuung, um ein besseres Verständnis der Niederenergiedynamik und des Wechselspiels zwischen Abschirmung und der hohen Mobilität der Weyl-Halbmetalle zu erzielen. Unsere Datenanalyse basiert auf dem Regime starker Streuung, einer Näherung für stark wechselwirkende Quasiteilchen. Weiterhin arbeiten wir an einer mikroskopischen Beschreibung, die auf einem Mapping der optischen Leitfähigkeit auf die elektronische Ramanstreuung beruht. Unsere früheren Untersuchungen zu topologischen Isolatoren haben gezeigt, dass sich die abgeleiteten Streuraten sehr gut mit der optischen Absorption an Dirac-Plasmonen in THz-Experimenten zusammenpassen. Weiterhin ist die Linienform der beobachteten Effekte in hervorragender Übereinstimmung mit unseren theoretischen Ansätzen. Unser Antrag zielt auf ein verbessertes mikroskopisches Verständnis der involvierten Streuprozesse von Weyl-Halbmetallen unter besonderer Berücksichtigung chiraler Anomalien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor David Schmeltzer, Ph.D.