Geschichtete Quantensysteme

Das Bannerbild zeigt eine atomar aufgelöste STM-Topographie einer gestapelten van der Waals-Heterostruktur.

Über

Van-der-Waals-Heterostrukturen ermöglichen die Erzeugung exotischer Quantenzustände durch Proximity-Effekte. Wir verwenden modernste Techniken für die Herstellung ultrareiner Heterostrukturen - eine entscheidende Voraussetzung für die Untersuchung ihrer Eigenschaften mit unseren hochmodernen Rastersondenmikroskopen.

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Forschungsthemen

  • Aufbau von van-der-Waals-Heterostrukturen
  • Charakterisierung von topologischen Zuständen
  • Näherungseffekte

Kontakt

Dr. Felix Lüpke

PGI-3

Gebäude 02.4w / Raum 301

+49 2461/61-6977

E-Mail

Members

Janine LorenzPhD student at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 102+49 2461/61-8984
Abhisek KolePhD student at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 329+49 2461/61-6977
Alexander BäderPhD student at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 122+49 2461/61-2332
Sandhya AnchamkudyResearch intern at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 329+49 2461/61-4131

Forschung

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Aufbau von van-der-Waals-Heterostrukturen

In unserem Labor bauen wir Heterostrukturen aus abgeschälten Flocken geschichteter Materialien mit Hilfe neuartiger polymerbasierter Herstellungsverfahren auf, die eine Manipulation der Flocken mit Mikrometerpräzision ermöglichen und gleichzeitig atomar saubere Oberflächen und Grenzflächen gewährleisten.

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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.

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Näherungseffekte

Durch die Ausnutzung von Proximity-Effekten zwischen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften ermöglichen van-der-Waals-Heterostrukturen das systematische Engineering von Quantenzuständen. In unserer Forschung untersuchen wir die lokale Stärke von Proximity-Effekten als Funktion von Materialdicke, Temperatur und Magnetfeld in einer Rastersondenumgebung.

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Moiré Gitter

Ein Moiré-Gitter ist ein Phänomen, das häufig beobachtet wird, wenn zwei Gitterstrukturen, z. B. Schichten von zweidimensionalen Kristallen, mit unterschiedlichen Gitterperioden oder einem Rotationsversatz kombiniert werden. Moiré-Gitter führen zu neuen elektronischen Eigenschaften, die manipuliert und eingestellt werden können, was sie zu einer vielseitigen Plattform für die Entwicklung von Quantenzuständen macht.

Publikationen
  • J. K. Hofmann, H. Jeon, S. M. Hus, Y. Zhang, M. Zheng, T. Wichmann, A.-P. Li, J.-J. Zhou, Z. Wang, Y. Yao, B. Voigtländer, F. S. Tautz, and F. Lüpke, “Shear-resistant topology in quasi one-dimensional van der waals material Bi4Br4”, Phys. Rev. B 111, 245415 (2025). https://doi.org/10.1103/tdp5-wmqc
  • H. Boban, M. Qahosh, X. Hou, T. Sobol, E. Beyer, M. Szczepanik, D. Baranowski, S. Mearini, V. Feyer, Y. Mokrousov, K. Jin, T. Wichmann, J. Martinez-Castro, M. Ternes, F. S. Tautz, F. Lüpke, C. M. Schneider, J. Henk, and L. Plucinski, “Scattering makes a difference in circular dichroic angle-resolved photoemission”, Phys. Rev. B 111, 115127 (2025). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.115127
  • K. Jin, T. Wichmann, S. Wenzel, T. Samuely, O. Onufriienko, P. Szabó, K. Watanabe, T. Taniguchi, J. Yan, F. S. Tautz, F. Lüpke, M. Ternes, and J. Martinez-Castro, “Assembly of arbitrary designer heterostructures with atomically clean interfaces”, Adv. Mater. Interfaces 11, 2300658 (2023). https://doi.org/10.1002/admi.202300658
Letzte Änderung: 01.08.2025
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