38 ct.qmat Ohne Widerstand: Mit dem verlustfreien elektrischen Energietransport – der Supraleitung – verbinden sich seit der Entdeckung vor mehr als 100 Jahren große Hoffnungen. Forschende auf der ganzen Welt untersuchen dieses Quantenphänomen, das aber nur bei sehr niedrigen Temperaturen auftritt. Unterhalb der jeweiligen Sprungtemperatur kooperieren die Elektronen und bewegen sich paarweise durch den entsprechenden Festkörper, der dann keinen elektrischen Widerstand mehr besitzt. An der JMU Würzburg arbeitet eine Gruppe um ct.qmat-Gründungsmitglied Laurens W. Molenkamp (S. 57) daran, Supraleiter und topologische Isolatoren zu vereinen. Dahinter steht die Erwartung, dass das Material exotische Quantenzustände zeigt, die topologisch robust sind und sich für Quantencomputer oder andere Spintronik-Anwendungen nutzen lassen. AREA A B C D Zero resistance: Ever since it was discovered over a century ago, high hopes have been pinned on superconductivity – lossless electrical transmission. Researchers around the world are studying this quantum phenomenon, which only occurs at extremely low temperatures. Below a superconductor’s transition temperature, its electrical resistance disappears, and electrons cooperate and move through it in pairs. A group at JMU Würzburg headed by Laurens W. Molenkamp (p. 57), a founding member of ct.qmat, is working on combining superconductors with topological insulators. The resulting materials are expected to exhibit exotic quantum states that are topologically robust and can be used in quantum computing and other spintronics applications. Theory to practice: Claudia Felser from the Max- Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden (p. 54), another ct.qmat founding member, theoretically described a compound consisting of yttrium, platinum, and bismuth (YPtBi) as a promising candidate for topological superconductivity. Using molecular-beam epitaxy, this crystalline material has been precisely fabricated by researchers in Würzburg as an ultrathin film with a suitable structure. The team then further enhanced the quality of the sample. It takes around six hours in an MBE system to grow a 60-nanometer layer with a perfect atomic structure on a wafer 5 millimeters wide and 14 millimeters long. Experiments have already confirmed that the high-quality YPtBi thin film is superconducting. Topologische Supraleitung: Maßgeschneiderte Effekte Topological superconductivity for tailored effects
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