Topologische Isolatoren

Topologische Isolatoren haben Oberflächenzustände, die durch die Symmetrie des isolierenden Volumens geschützt sind, also nicht durch lokale Defekte an der Oberfläche zerstört werden können. Wir untersuchen schwache topologische Isolatoren, die einen leitfähigen Randzustand an der Oberfläche aufweisen. Zusätzlich untersuchen wir, ob Phasenwechselmaterialien, die auf der ns-Skala zwischen kristallin und amorph schaltbar sind, in der kristallinen Phase auch topologische Isolatoren sind. Außerdem präparieren wir Grenzflächen, die möglicherweise MajoranaFermionen (Wikipedia) beinhalten. Ein enger Zusammenhang besteht zu den Untersuchungen an Quanten-Hall-Systemen, die ebenfalls topologisch geschützte Zustände aufweisen.

Zentrales Ziel ist die Abbildung topologischer Eigenschaften auf der lokalen Skala.

Methoden

  • Winkelaufgelöste Photoemission (ARPES) mit Spinauflösung
  • Rastertunnelmikroskopie (STM) und -spektroskopie (STS)

Aktuelle Projekte

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Sub-Nanometer breite Elektronenkanäle (STS/ARPES)
Topologische Bandinversion des Phasenwechselmaterials Ge2Sb2Te5 (STM/STS/ARPES)
Spinpolarisierte topologische Oberflächenzustände auf Sb2Te3(0001) (ARPES/STM/STS)
Landau-Niveau-Spektroskopie des topologischen Oberflächenzustandes von Sb2Te3 (STM/STS)
Anpassen der Fermi-Energie an den Dirac-Punkt im ternären topologischen Isolator (Bi1-xSbx)2Te3 (ARPES)
Majorana Anregungen an der Grenzfläche Supraleiter/topologischer Isolator (STS)