Fokus Quantenmaterialforschung

Die Forschungsstrategie des IFW basiert auf dem Motto „Materialien für die Technologien von übermorgen“ und zielt darauf ab, neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen und neue Funktionalitäten und Anwendungen zu entwickeln. 

Das Leibniz-Institut IFW ist eines der führenden Forschungsinstitute auf Gebiet der Quantenmaterialforschung. Hier arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure zusammen. Sie erforschen die Physik und Chemie von Stoffen, die sich für neue Materialien eignen könnten. Dafür kommen im IFW Dresden viele Disziplinen zusammen: Experimentalphysik, theoretische Festkörperphysik, Chemie, Werkstoffforschung und Elektrotechnik.

Im Forschungsbereich “QUANTUM: Quantenmaterialien” geht es um Stoffe, die besondere Quantenphänomene zeigen. Diese werden von unkonventionellen Spin-Wechselwirkungen, elektronischen Korrelationen, Elektron-Photon-Wechselwirkungen und / oder topologischen Bandstrukturen verursacht. Beispiele sind Supraleitung und Magnetismus. Auch in nanoskaligen Systemen spielen Quanteneffekte eine wichtige Rolle.

Diese elektronischen Eigenschaften können 

• aus einem komplexen Zusammenspiel und einer komplexen Ordnung von elektronischen Spin-, Orbital-, Ladungs- und Gitterfreiheitsgraden resultieren,
• in einem allgemeineren Sinne aus dem Vorhandensein starker elektronischer Korrelationen hervorgehen,
• durch stark frustrierte magnetische Wechselwirkungen auftreten oder
• im Zusammenhang mit topologisch geschützten Spin- und Ladungszuständen beobachtet werden. 

Die Erforschung dieser intrinsischen Quantenphänomene zielt einerseits auf wissenschaftliche Entdeckungen ab, die letztlich einen Weg zu neuen Funktionalitäten, Geräten und Anwendungen eröffnen können. Andererseits sollen bereits bekannte Quantenmaterialien und ihre Funktionalitäten weiterentwickelt und verbessert werden.