Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantenphysik

Simulationen für Geometrie von Energiebändern

München, 01.06.2016

Ein Forscherteam um LMU-Professor Immanuel Bloch hat ein neuartiges Interferometer zur geometrischen Untersuchung von synthetischen Bandstrukturen entwickelt.

Die Forscher überlagerten drei Laserstrahlen unter einem Winkel von 120°, um ein Graphen-ähnliches hexagonales Gitter zu erhalten. Die Atome werden in den Minima des Potentials (dunkelblau) gefangen. (Grafik: T. Li, LMU/MPQ)

Obwohl die Geometrie und Topologie elektronischer Bänder von zentraler Bedeutung für viele Gebiete der aktuellen Festkörperforschung sind, zum Beispiel für Graphen oder topologische Isolatoren, stellt ihre direkte Messung eine experimentelle Herausforderung dar. Ein internationales Team um Tracy Li, Professor Immanuel Bloch und Dr. Ulrich Schneider von der LMU und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik präsentiert in einem Artikel in der Fachzeitschrift Science eine verblüffend einfache Methode zur direkten Messung der Geometrie elektronischer Bänder mit Hilfe ultrakalter Atome in optischen Gittern. Ihre Methode verbindet die direkte Kontrolle über die Impulse der Atome mit Methoden der Atominterferometrie und stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Charakterisierung geometrischer und topologischer Phänomene in künstlichen Bandstrukturen dar. (Science 2016)                                     (LMU/MPQ)