Lead
Übergangsmetalloxide besitzen eine starke Kopplung zwischen Ladungs-, Orbital-, Spin- und Gitterfreiheitsgraden, wodurch eine Vielzahl konkurrierender Ordnungen entsteht. Viele dieser Materialien zeichnen sich durch große Elektron-Elektron-Korrelationen aus, die die elektronischen und magnetischen Eigenschaften solcher stark korrelierter Materialien bestimmen. Darüber hinaus führt das Wechselspiel mit dem Freiheitsgrad des Gitters zu Elektron-Phonon-Wechselwirkungen, die neuartige Phänomene wie Metall-Isolator-Übergänge (MIÜ), Ladungsdichtewellenordnung oder Supraleitung auslösen und eine hohe Relevanz für neue Technologien versprechen.

Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojektes

Das Hauptziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist die Untersuchung des Zusammenspiels der Freiheitsgrade und der besonderen Rolle der Elektron-Phonon-Kopplung in den MIÜ der seltenen Erdnickelate (RNiO3) und den Hochtemperaturkupratsupraleitern. Die meisten RNiO3 durchlaufen MIÜ, begleitet von einer alternierenden Verzerrung der Position der Sauerstoffatome. Dotierung der antiferromagnetischen und isolierenden Kupratoxide mit Löchern oder Elektronen induziert Supraleitung, von der allgemein angenommen wird, dass sie durch Spinfluktuationen vermittelt wird. Dennoch ist die Rolle von Phononen in diesem Cooper-Paarungsmechanismus, die die Supraleitung unterdrücken oder verstärken könnten, immer noch umstritten. Deshalb wollen wir in diesem Forschungsvorhaben die Rolle der Elektron-Phonon-Kopplung in den MIÜ von RNiO3 und der Cooper-Paarung in Kupratsupraleitern mit resonanter unelastischer Röntgenstreuung (engl. RIXS) untersuchen.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojektes

In einer breiteren Perspektive werden solche Studien dazu beitragen, die Physik des MIÜ in Übergangsmetalloxiden aufzuklären und zum verbesserten Verständnis der Kupratmaterialien and insbesondere der Hochtemperatursupraleitung beitragen. Weiterhin wird die RIXS Methode an diesem Forschungsthema in idealer Weise weiterentwickelt werden können. Dies ist eine wichtige Vorraussetzung für die spätere Anwendung der RIXS Technik in Studien an funktionellen Materialien mit direktem Anwendungsbezug.