MyMz
Anzeige

Regensburger forschen zu Isolatoren

Uni-Wissenschaftler untersuchten topologische Isolatoren. Ihre Ergebnisse sind wichtig für die Grundlagenphysik.

Skizze eines konischen Nanodrahtes im koaxialen Magnetfeld, sowie dessen elektrische Leitfähigkeit (vertikale Achse) als Funktion der Energie der Elektronen (horizontale Achse). Foto: Raphael Kozlovsky
Skizze eines konischen Nanodrahtes im koaxialen Magnetfeld, sowie dessen elektrische Leitfähigkeit (vertikale Achse) als Funktion der Energie der Elektronen (horizontale Achse). Foto: Raphael Kozlovsky Foto: Raphael Kozlovsky

Regensburg.Weltweit werden in der Physik Festkörper einer neuen Materialklasse erforscht, die als topologische Isolatoren bezeichnet werden. Während das Innere eines topologischen Isolators laut einer Pressemitteilung der Uni Regensburg isolierend ist, befinden sich auf dessen Oberfläche leitende Elektronen mit außergewöhnlichen Eigenschaften.

Diese Elektronen verhalten sich in vielerlei Hinsicht wie ultrarelativistische Teilchen, d.h. wie Teilchen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Das daraus resultierende bemerkenswerte Verhalten der Elektronen berührt nicht nur fundamentale Aspekte der Physik, die im Regensburger Sonderforschungsbereich „Emergent Relativistic Effects in Condensed Matter“ erforscht werden, sondern birgt Potential für zahlreiche Anwendungen, beispielsweise in der Elektronik und im Bereich des Quantencomputing.

Veröffentlichung im Journal Physical Review Letters

Eine Gruppe von theoretischen Physikern der Universität Regensburg um Prof. Dr. Klaus Richter befasste sich nun mit den besonderen Leitfähigkeitseigenschaften von Nanodrähten mit konischer Geometrie, die aus topologischen Isolatoren bestehen. Ihre Ergebnisse wurden mit dem Prädikat Editors‘ Suggestion versehen im Journal Physical Review Letters veröffentlicht.

Forschung

Besonderes Humboldt-Stipendium am UKR

Brasilianische Humboldt-Stipendiatin beginnt ihr Forschungsprojekt in der Kieferorthopädie an Uni und Uniklinik Regensburg.

Unter dem Einfluss von Magnetfeldern zeigen derartige kegelförmige Nanodrähte ihr volles Potenzial: In Magnetfeldern senkrecht zur Drahtachse leiten sie den Strom entlang der Oberfläche verlustfrei, während sie sich in starken koaxialen Magnetfeldern wie künstliche Atome verhalten, in denen die Elektronen gebunden sind und nur bestimmte diskrete Energieniveaus einnehmen können. Letzteres führt zu einer durch Quanteneffekte bestimmten Leitfähigkeit, die – im Widerspruch zum Ohmschen Gesetz – bei bestimmten charakteristischen Energien maximal wird.

Grundbaustein für komplexere gekrümmte Drähte

Konische Nanodrähte bilden den Grundbaustein für komplexere gekrümmte Drähte, an denen die Regensburger Wissenschaftler aktuell forschen. Durch ihre enorm vielfältigen Leitfähigkeitseigenschaften könnten Nanodrähte aus topologischen Isolatoren einen wichtigen Beitrag zur Forschung in der Grundlagenphysik liefern und zu zukünftigen technologischen Anwendungen führen.

Sie sind noch nicht registriert?

Neu registrieren

MessageBox

Nachricht