Optische Spektroskopie-Studie der druckinduzierten Übergänge und metallischen Hochdruckphasen in den 2D van der Waals Magneten MPX3

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Kuntscher
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546152101

Die Übergangsmetall-Phospor-Trichalkogenide MPX3, wobei M ein 3d Übergangsmetall und X ein Chalkogen-Element ist, sind zweidimensionale (2D) magnetische van der Waals (vdW) Materialien, bei denen das Wechselspiel zwischen niedriger Dimensionalität, elektronische Korrelationen, Spin-Bahn-Kopplung und Magnetismus zu interessanten und exotischen Eigenschaften führt, mit potentieller Anwendung in neuartigen Spin-elektronischen und Spin-optischen Geräten. Dieses Wechselspiel ist hochempfindlich hinsichtlich äußerem Druck in diesen niedrigdimensionalen, schichtartigen Materialien, da die Anwendung von Druck eine Reduktion der vdW-Lücke mit großen Auswirkungen auf die Eigenschaften verursacht. Folglich können in MPX3 Verbindungen eine Fülle von Phänomenen durch äußeren Druck induziert werden, wie etwa dimensionaler Übergang, Isolator-Metall-Übergang, Spin-Crossover-Übergang, strukturelle Phasenübergänge und Supraleitung, wie in der Literatur berichtet. Im Rahmen dieses Projektes werden wir die elektronischen Anregungen, die Ladungsdynamik und Gitterdynamik in den 2D magnetischen vdW Materialien systematisch untersucht, und zwar unter Umgebungsbedingungen, während des druckinduzierten Isolator-Metall-Übergangs und in den metallischen Hochdruckphasen. Die erwarteten Ergebnisse werden einen unikalen Einblick in die interessanten druckinduzierten Phänomene geben, nämlich den dimensionalen Übergang von 1D Leitungskanälen to 3D Transport ohne Änderung in der Kristallsymmetrie, Spin-Crossover Übergang, Isolator-Metall-Übergang, strukturelle Phasenübergänge und die metallischen Hochdruckphasen. Als experimentelle Techniken werden wir optische Spektroskopie über einen breiten Frequenzbereich und inelastische Raman-Streuung einsetzen, die mit der Diamantstempel-Druckzellen-Technik und kryogene Kühlung kombiniert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen