Charakterisierung von topologischen Zuständen

Topologische Rand- und Oberflächenzustände haben einzigartige elektronische Eigenschaften, die sie zu vielversprechenden Kandidaten für Anwendungen, z. B. im Quantencomputing, machen. Mit Hilfe von Rastersondenverfahren untersuchen wir die lokalen Eigenschaften von topologischen Grenzzuständen in geschichteten Materialien.

Topologische Materialien haben eine invertierte Bandstruktur gemeinsam, die zu topologisch geschützten Grenzzuständen an den Grenzflächen zu einem topologisch trivialen Material, einschließlich Vakuum, führt. Die Materialklasse von Bi2Te3 ist ein prototypischer dreidimensionaler topologischer Isolator mit zweidimensionalen Dirac-Kegel-ähnlichen Oberflächenzuständen, die wir in der Vergangenheit ausführlich untersucht haben [1, 2, 3, 4]. Wenn sie mit Magnetismus in Form von MnBi2Te4 angeregt werden, können wir das Zusammenspiel von Magnetismus und Topologie weiter untersuchen [5].

Durch den Einbau von geschichteten topologischen Isolatoren in Heterostrukturen können wir topologische Supraleiter [6] herstellen, die so genannte Majorana-Zustände beherbergen können und für Anwendungen im topologischen Quantencomputing vorgeschlagen werden.