Optische Spektroskopie-Studie der Wechselwirkung zwischen Dirac-Elektronen, Magnetismus und Ladungsdichtewellen in Materialien mit Quadratnetz-Gittern

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Kuntscher
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411090417

Square-net Materialien mit topologischer Elektronenstruktur, wie etwa das prototypische nodal-line Halbmetall ZrSiS, werden aktuell intensiv erforscht. Topologische Dirac Halbmetalle besitzen linear dispergierende Elektronenbänder, die sich an bestimmten Punkten im reziproken Raum schneiden, und weisen außergewöhnliche Eigenschaften auf. In nodal-line Halbmetallen schneiden sich die linear dispergierenden Bänder entlang einer Linie oder eines geschlossenen Rings, und somit können sie als 3D Analoga von Graphen mit 2D Dirac-Elektronen angesehen werden. Im Rahmen dieses Projekts sollen die mit ZrSiS verwandten Materialien LnSbTe untersucht werden, bei denen die Ln-Plätze durch magnetische seltene-Erdatome besetzt sind, wodurch intrinsischer Magnetismus induziert wird. Daher zeigen LnSbTe Verbindungen bei tiefen Temperaturen einen magnetischen, topologischen nodal-line halbmetallischen Zustand. Des Weiteren wurde gezeigt, dass geeignete Substitution und Leerstellenkonzentration in LnSbxTe2−x-delta Verbindungen zu einer strukturellen Verzerrung und der Ausbildung von Ladungsdichtewellen führen, was zu einem Engineering der Elektronenstruktur verwendet werden und neuartige topologische Phasen hervorrufen kann. Wir werden das Wechselspiel zwischen Dirac-Elektronen, Magnetismus und Ladungsdichtewellen in den Verbindungen LnSbxTe2−x-delta hinsichtlich der Ladungsdynamik mit Hilfe der temperaturabhängigen optischen Spektroskopie charakterisieren. Außerdem werden wir durch druckabhängige optische Spektroskopie untersuchen wie externer Druck dieses Wechselspiel beeinflusst, da zu erwarten ist, dass Druck die Gitterverzerrung aufgrund der Ladungsdichtewelle und somit auch die elektronische Bandstruktur stark beeinträchtigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen