FWF - Chalcogenides - Übergangsmetallchalkogenide unter extremen Drücken

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Ziel dieses Projektes ist die Erforschung der Hochdruck-Phasendiagramme von Übergangsmetall-chalkogeniden (TMCs, von transition metal chalcogenides) und die Investigation von Supraleitung und Ladungsdichteordnung, sowie der Effekte von hohen Drücken auf diese Phasen und Materialien.

Van der Waals Materialien (vdW) stellen in Bezug auf konventionelle Supraleitung ein derzeit hochaktuelles Forschungsgebiet dar. Diese Materialien sind schichtartig aufgebaut, wobei die einzelnen Schichten nur über schwache vdW Kräfte zusammengehalten werden. Prototypische Beispiele solcher Systeme sind die Übergangsmetalldichalkogenide (TMC2, von transition metal dichalcogenides), wobei besonders die metallischen Vertreter für Supraleitung interessant sind. Diese weisen nämlich neben einer supraleitenden Phase eine Ladungsdichteordnung. Da beide Phasen auf derselben Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Gitterschwingungen beruhen, war man ursprünglich der Meinung, dass sich beide Effekte gegenseitig ausschließen würden, und erst mit dem Aufkommen der TMC2 hat man erkannt, dass dies nicht unbedingt der Fall sein muss. Das gleichzeitige Auftreten von Supraleitung und Ladungsdichteordnung in TMC2 eröffnet die besondere Möglichkeit, die gegenseitige Beeinflussung dieser Tieftemperatureffekte erforschen zu können.

Im Zuge des Projektes werden wir evolutionäre Suchalgorithmen verwenden, um die Phasendiagramme für diese Materialien bei hohen Drücken zu bestimmen, wobei ein besonderer Fokus auf die Identifizierung neuer supraleitenden Strukturen liegt. Außerdem werden wir hochmoderne theoretische Methoden verwenden, um die Eigenschaften des supraleitenden Zustandes innerhalb der Ladungsdichteordnung von TMC2 völlig ab intio zu bestimmen, und die Effekte von Druck auf die elektronische Struktur, die Elektron-Phonon Kopplung, Supraleitung und Ladungsdichteordnung zu erforschen.

Die Ergebnisse dieses Projektes dazu beitragen, ein kompletteres Bild der Hochdruck-phasendiagramme von TMCs und ähnlichen Materialien zu erhalten, was einen wichtigen Baustein für zukünftige Forschung auf dem Gebiet der Hochdruckforschung darstellt. Weiters werden die Ergebnisse dieses Projektes helfen, das Verständnis der gegenseitigen Beeinflussungen von Supraleitung und Ladungsdichteordnung in TMC2 deutlich zu verbessern, und die Effekte extremer Drücke auf die atomare Bindung, sowie der grundlegenden Mechanismen hinter Supraleitung und Ladungsdichteordnung zu verstehen.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende8/07/197/01/23