Topologische Isolatoren: Hochkarätiges Forschertreffen in Berlin
Hochkarätige Forscher trafen sich zur Fachtagung “New Trends in Topological Insulators 2014” am Gendarmenmarkt.
Vom 7. bis 10. Juli haben sich in Berlin 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler getroffen, um ihre neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der topologischen Isolatoren auszutauschen.
Topologische Isolatoren sind neuartige Quantenmaterialien, die im Inneren elektrisch isolierend, an der Oberfläche jedoch wegen topologisch geschützter und spinpolarisierter elektronischer Zustände metallisch leitend sind.
Die Konferenz “New Trends in Topological Insulators 2014” führte zahlreiche herausragende Forscherinnen und Forscher nach Berlin. 20 erhielten eine Einladung als Vortragende, darunter Laurens W. Molenkamp (Leibniz-Preis, 2014), Yoichi Ando (Inoue Prize for Science, 2014), Zhi-Xun Shen (Buckley-Preis, 2011), Shoucheng Zhang (Buckley-Preis, 2012, zusammen mit Laurens W. Molenkamp).
Zu den Highlights der Tagung gehörten Themen wie optische Anregungen, verschränkte Elektron-Licht-Zustände, die Bedeutung korrelierter Elektronen sowie die direkte Abbildung von helikalen Kantenzuständen und von Majorana-Fermionen.
Das Forscher-Treffen im Gebäude der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften wurde von der DFG und dem Helmholtz-Zentrum Berlin finanziert. Oliver Rader vom HZB hatte die Veranstaltung gemeinsam mit Gustav Bihlmayer (Forschungszentrum Jülich) und Saskia Fischer (Humboldt-Universität) organisiert.
- Faszinierendes Fundstück wird zu wertvoller WissensquelleDas Bayerische Landesamt für Denkmalpflege (BLfD) hat ein besonderes Fundstück aus der mittleren Bronzezeit nach Berlin geschickt, um es mit modernsten Methoden zerstörungsfrei zu untersuchen: Es handelt sich um ein mehr als 3400 Jahre altes Bronzeschwert, das 2023 im schwäbischen Nördlingen bei archäologischen Grabungen zutage trat. Die Expertinnen und Experten konnten herausfinden, wie Griff und Klinge miteinander verbunden sind und wie die seltenen und gut erhaltenen Verzierungen am Knauf angefertigt wurden – und sich so den Handwerkstechniken im Süddeutschland der Bronzezeit annähern. Zum Einsatz kamen eine 3D-Computertomographie und Röntgendiffraktion zur Eigenspannungsanalyse am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) sowie die Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie bei einem von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) betreuten Strahlrohr an BESSY II.
- Topologische Überraschungen beim Element KobaltDas Element Kobalt gilt als typischer Ferromagnet ohne weitere Geheimnisse. Ein internationales Team unter der Leitung von Dr. Jaime Sánchez-Barriga (HZB) hat nun jedoch komplexe topologische Merkmale in der elektronischen Struktur von Kobalt entdeckt. Spin-aufgelöste Messungen der Bandstruktur (Spin-ARPES) an BESSY II zeigten verschränkte Energiebänder, die sich selbst bei Raumtemperatur entlang ausgedehnter Pfade in bestimmten kristallographischen Richtungen kreuzen. Dadurch kann Kobalt als hochgradig abstimmbare und unerwartet reichhaltige topologische Plattform verstanden werden. Dies eröffnet Perspektiven, um magnetische topologische Zustände in Kobalt für künftige Informationstechnologien zu nutzen.
- MXene als Energiespeicher: Vielseitiger als gedachtMXene-Materialien könnten sich für eine neue Technologie eignen, um elektrische Ladungen zu speichern. Die Ladungsspeicherung war jedoch bislang in MXenen nicht vollständig verstanden. Ein Team am HZB hat erstmals einzelne MXene-Flocken untersucht, um diese Prozesse im Detail aufzuklären. Mit dem in situ-Röntgenmikroskop „MYSTIIC” an BESSY II gelang es ihnen, die chemischen Zustände von Titanatomen auf den Oberflächen der MXene-Flocken zu kartieren. Die Ergebnisse zeigen, dass es zwei unterschiedliche Redox-Reaktionen gibt, die vom jeweils verwendeten Elektrolyten abhängen. Die Studie schafft eine Grundlage für die Optimierung von MXene-Materialien als pseudokapazitive Energiespeicher.