Topologische Isolatoren – Eine Klasse für sich

DPG-Physikkonkret zu Potenzialen der neuen Materialklasse

Quanteneffekte machen es möglich – im Kern isolierende Materialien können durch geschickte Anordnung (Topologie) an ihren Oberflächen und Grenzschichten zu Leitern werden, in denen sich Elektronen verlustfrei bewegen können. Das ist ein Meilenstein in der Forschung, denn es eröffnen sich damit enorme Möglichkeiten der Energieeinsparung bei IT-Hardware. Zugleich bietet die vollkommen neue Materialklasse große Potenziale für die künftige Quantentechnologie. Ob die topologischen Isolatoren halten, was sie versprechen, ist noch nicht abzusehen. Ihr großes Potenzial ist alle Mühen intensiver Forschung wert. weiterlesen…

Strom verlustfrei leiten

Neuartige Isolatoren mit leitenden Kanten

Physiker der Züricher Universität erforschen eine neue Materialklasse, die sogenannten topologischen Isolatoren höherer Ordnung. Die Kanten dieser kristallinen Festkörper leiten elektrischen Strom verlustfrei, während der Rest des Kristalls isoliert. Dies wäre sehr nützlich in der Halbleitertechnik und für den Bau von Quantencomputern. Erste Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift Science Advances publiziert. (Grafik: © UZH) weiterlesen…

Neu­artiger topo­lo­gischer Phasen­über­gang

Elektrische Polarisation lässt sich durch äußeres Feld um­schalten

Physiker des HZB haben an BESSY II topologische Isolatoren untersucht – Materialien, die an ihren Ober­flächen sehr gut Strom leiten, während sie sich im Innern wie Iso­la­toren verhalten. Dabei entdeckten sie einer Medienmitteilung zufolge einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. weiterlesen…