Neue deutsch-russische Forschungsgruppe zu Topologischen Isolatoren
Der HZB-Physiker Dr. Andrei Varykhalov war mit seinem Antrag auf Förderung einer „Helmholtz-Russia Joint Research Group“ erfolgreich. Mit diesem Programm fördert die Helmholtz-Gemeinschaft seit 2006 zusammen mit der „Russian Foundation for Basic Research“ Kooperationen zwischen deutschen und russischen Wissenschaftlern. Partner auf russischer Seite ist die Chemikerin Prof. Dr. Lada V. Yashina von der Moskauer Staatsuniversität.
Gemeinsam werden sie quantenphysikalische Effekte in so genannten topologischen Isolatoren untersuchen. Dies ist eine neue Materialklasse, die erst seit wenigen Jahren bekannt ist. Topologische Isolatoren leiten den Strom entlang der Oberfläche fast ohne Widerstand, senkrecht dazu sind sie dagegen Isolatoren. Dies hängt mit den Zuständen der Elektronen und deren Spins an der Oberfläche zusammen.
Interessante Anwendungen als Bauelemente wären aber erst dann möglich, wenn man diese Oberflächenzustände zum Beispiel durch Magnetfelder oder andere äußere Faktoren steuern könnte. Varykhalov will daher untersuchen, wie sich die topologischen Zustände durch Beimischung von magnetischen Fremdatomen beeinflussen lassen. Dafür kann er auf die am Helmholtz-Zentrum Berlin verfügbare Methodenvielfalt zugreifen wie Spin- und Winkel-aufgelöste Photoemission, Photoelektronen-Mikroskopie sowie Rastertunnelmikroskopie. Die Moskauer Partner bringen ihre Erfahrung in der Kristallzucht ein und werden gezielt neue topologische Materialien herstellen.
Während der Laufzeit der Förderung ist ein intensiver Austausch vorgesehen, von dem insbesondere Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler profitieren sollen. „Um unsere Ziele zu erreichen, müssen wir mit unseren russischen Kollegen sehr eng zusammen arbeiten“, sagt Varykhalov. Die neue Forschungsgruppe nimmt ihre Arbeit im Januar 2013 auf. Der Förderumfang beträgt bis zu 150.000 Euro pro Jahr bei einem Förderzeitraum von maximal drei Jahren.
- HZB-Magazin lichtblick - die neue Ausgabe ist da!In der Titelgeschichte stellen wir Astrid Brandt vor. Sie leitet die Nutzerkoordination am Helmholtz-Zentrum Berlin. Mit ihrem Team behält sie stets den Überblick über Anträge, Messzeiten und Publikationen der bis zu 1.000 Gastforschenden, die jedes Jahr zu BESSY II kommen. Naturwissenschaften faszinierten sie schon immer.
Doch auch ihre zweite Leidenschaft, die Musik, hat sie bis heute nicht losgelassen.
- Nanoinseln auf Silizium mit schaltbaren topologischen TexturenNanostrukturen mit spezifischen elektromagnetischen Texturen versprechen Anwendungsmöglichkeiten für die Nanoelektronik und zukünftige Informationstechnologien. Es ist jedoch sehr schwierig, solche Texturen zu kontrollieren. Nun hat ein Team am HZB eine bestimmte Klasse von Nanoinseln auf Silizium mit chiralen, wirbelnden polaren Texturen untersucht, die durch ein externes elektrisches Feld stabilisiert und sogar reversibel umgeschaltet werden können.
- Größte bisher bekannte magnetische Anisotropie eines Moleküls gemessenAn der Berliner Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II ist es gelungen, die größte magnetische Anisotropie eines einzelnen Moleküls zu bestimmen, die jemals experimentell gemessen wurde. Je größer diese Anisotropie ist, desto besser eignet sich ein Molekül als molekularer Nanomagnet. Solche Nanomagnete besitzen eine Vielzahl von potenziellen Anwendungen, z. B. als energieeffiziente Datenspeicher. An der Studie waren Forschende aus dem Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (MPI KOFO), dem Joint Lab EPR4Energy des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) und dem Helmholtz-Zentrums Berlin beteiligt.