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Physiker des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat haben herausgefunden, in welchem Mindestabstand Elektronen in Drähten aus Quantenmaterialien fließen müssen, um Strom verlustfrei zu leiten. Die Untersuchungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Wissenschaftler:innen des Exzellenzclusters ct.qmat haben ein neues Verständnis davon entwickelt, wie sich Elektronen in starken Magnetfeldern verhalten. Damit lassen sich erstmals Messungen erklären, die sich während der Stromleitung in dreidimensionalen metallischen Materialien wie ein Quanten-Hall-Effekt äußern. Die Forschungsergebnisse wurden aktuell in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Der Ausnahmewerkstoff Mangan-Bismut-Tellurid ist der erste topologische Isolator, der durch sein inneres Magnetfeld eine Reihe spektakulärer physikalischer Effekte zeigt. Jetzt haben Forscher:innen des Exzellenzclusters ct.qmat herausgefunden, welche Atomschicht dafür an der Oberfläche liegen muss. Das ermöglicht, die Eigenschaften dieses Quantenmaterials gezielter zu steuern und bringt es ein Stückchen näher an die Alltagstauglichkeit heran. Für die Zukunft verspricht das beispielsweise eine energieeffizientere Technik.

Der Dresdner Nachwuchswissenschaftler Tobias Meng erforscht in den nächsten drei Jahren Halbmetalle mithilfe der Theorie von schwarzen Löchern. Das deutsch-luxemburgische Forschungssprojekt wird mit knapp einer Million Euro gefördert.

Mithilfe eines neuartigen Algorithmus lassen sich magnetische topologische Verbindungen jetzt automatisiert suchen. Die entwickelte Computermethode gilt als Meilenstein für die topologische Materialforschung und ebnet den Weg zu einer systematischen Identifikation derartiger Materialien, die bislang nur fallweise bestimmt werden konnten.

Forscher des Exzellenzclusters ct.qmat haben ein neues Quantenmaterial vorgeschlagen, in dem sich Elektronen als zähe Flüssigkeit – wie eine Art Quantenhonig – fortbewegen. Lässt sich das Material in genügender Reinheit herstellen, wird der Effekt dreimal stärker sein als im „Wundermaterial“ Graphen.

Im Rahmen einer internationalen Kollaboration haben Forscher der Gruppe von Andrew Mackenzie makroskopische Quantenphysik in ultrareinen Metallen nachgewiesen. Diese Entdeckung wurde im Science-Magazin veröffentlicht.

Physiker des Exzellenzclusters ct.qmat haben einen spontan zeitlich stabilen magnetischen Zustand mit verletzter Zeitumkehr-Symmetrie in der Materialklasse der eisenbasierten Supraleiter entdeckt. Aufgrund dieser einzigartigen Eigenschaft eignen sich diese Materialen besonders für die Anwendung in Quanten-Computern. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht.