Fakultät für Physik

Übergangsmetalloxide

Ordnet man statt Kohlenstoffatome Übergangsmetall-Ionen wie Mangan oder Nickel in ein Honigwabengitter in einer Oxidheterostruktur entlang der ungewöhnlichen (111) kristallographischen Richtung an, so ergeben sich neuartige Materialeigenschaften, die noch vielversprechender sein können als das derzeit hochgehandelte Graphen. Dies belegen Ergebnisse quantenmechanischer Simulationen aus der Arbeitsgruppe von Prof. Rossitza Pentcheva in einem DFG-geförderten Projekt im SFB/TR80. Übergangsmetalloxide bieten aufgrund ihrer stark wechselwirkenden Elektronen ganz neue Chancen, da sie verschiedene magnetische und elektronische Zustände einnehmen können. So belegen die quantenmechanischen Simulationen, dass das Nickelat ein Antiferromagnet mit einer neuartigen Orbitalordnung ist, die nicht im Volumen vorkommt. Noch spannender ist Lanthanmanganat, der unter bestimmten Bedingungen ein Kandidat für einen sogenannten Chern-Isolator ist. Letztere sind eine besondere Art von topologische Phasen, die ferromagnetisch, und somit nicht auf externe Magnetfelder angewiesen sind, interessant für künftige Anwendungen wie dem Quantencomputer oder low power Elektronik.