Projektbeschreibung
Neuartige leitende Eigenschaften von Wismut werden erforscht
Topologische Isolatoren sind eines der aufregendsten Gebiete der Festkörperphysik. Dieser Festkörper, eine neue Zustandsform der Quantenmaterie, verhält sich in seinem Inneren wie ein elektrischer Isolator. Strom fließt nur auf seiner Oberfläche – und das nahezu widerstandslos, d. h. „dissipationsfrei“. Das EU-finanzierte Projekt BALLISTOP wird Ladungs- und Spinströme in topologischen Isolatoren zweiter Ordnung untersuchen. Zu dieser neuen Klasse topologischer Materialien gehören dreidimensionale Kristalle wie zum Beispiel Wismut, das neuartige leitende Eigenschaften an den Kanten und nicht im Inneren oder an der Oberfläche aufweist. Die Forschergruppe wird die ballistische Beschaffenheit eindimensionaler Helixkantenzustände von Wismutproben weiter untersuchen. Mit Rastertunnelspektroskopie können Majoranateilchen in Wismut-/Supraleiterpartikeln beobachtet werden. Auf der Suche nach neuen topologischen Isolatoren höherer Ordnung sind diese Arbeiten wegweisend.
Ziel
One of the greatest recent achievement in Condensed matter physics is the discovery of a new class of materials, Topological Insulators (TI), whose bulk is insulating, while the edges conduct current in a quasi-ideal way. In particular, the 1D edges of 2DTI realize the Quantum Spin Hall state, where current is carried dissipationlessly by two counter-propagating ballistic edge states with a spin orientation locked to that of the propagation direction (a helical edge state). This opens many possibilities, ranging from dissipationless charge and spin transport at room temperature to new avenues for quantum computing. We propose to investigate charge and spin currents in a newly discovered class of TIs, Second Order Topological Insulators (SOTIs), i.e. 3D crystals with insulating bulk and surfaces, but perfectly conducting (topologically protected) 1D helical “hinge” states. Bismuth, despite its well-known semimetallic character, has recently been shown theoretically to belong to this class of materials, explaining our recent intriguing findings on nanowires. Our goal is to reveal, characterize and exploit the unique properties of SOTIs, in particular the high velocity, ballistic, and dissipationless hinge currents. We will probe crystalline bismuth samples with refined new experimental tools. The superconducting proximity effect will reveal the spatial distribution of conduction paths, and test the ballisticity of the hinge modes (that may coexist with non-topological surface modes). High frequency and tunnel spectroscopies of hybrid superconductor/Bi circuits will probe their topological nature, including the existence of Majorana modes. We will use high sensitivity magnetometers to detect the orbital magnetism of SOTI platelets, which should be dominated by topological edge currents. Lastly, we propose to detect the predicted equilibrium spin currents in 2DTIs and SOTIs via the generated electric field, using single electron transistors-based electrometers.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Nachübergangsmetalle
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Supraleiter
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Spektroskopie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-ADG - Advanced Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-ADG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
75794 PARIS
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.