Topologische Isolatoren – Eine Klasse für sich

Bad Honnef, 25. Juni 2019 – Quanteneffekte machen es möglich – im Kern isolierende Materialien können durch geschickte Anordnung (Topologie) an ihren Oberflächen und Grenzschichten zu Leitern werden, in denen sich Elektronen verlustfrei bewegen können. Das ist ein Meilenstein in der Forschung, denn es eröffnen sich damit enorme Möglichkeiten der Energieeinsparung bei IT-Hardware. Zugleich bietet die vollkommen neue Materialklasse große Potentiale für die künftige Quantentechnologie. „Neben mikroelektronischen Bauelementen mit extrem geringen Verlusten erwartet die Wissenschaft die Entwicklung von neuen Materialien mit herausragenden Eigenschaften, z. B. für Anwendungen in der Quantentechnologie“, sagt Dieter Meschede, Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Topologische Isolatoren könnten damit die nächste Generation an elektronischen Geräten einläuten und haben demzufolge großes wirtschaftliches Potenzial. Sichtbares Zeichen für die Bedeutung dieser neuen Materialklasse war nicht zuletzt der Nobelpreis für Physik im Jahr 2016.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland sind bei der Forschung ganz vorn mit dabei. So konnte eine Arbeitsgruppe um Laurens Molenkamp von der Universität Würzburg vor gut zehn Jahren im Labor die Existenz topologischer Isolatoren nachweisen, wofür er vor zwei Jahren die höchste Auszeichnung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der experimentellen Physik erhielt – die Stern-Gerlach-Medaille. Seitdem wächst das Forschungsfeld dynamisch. Das neue Physikkonkret der DPG beleuchtet jetzt deren Potenziale.

Mit den Ausgaben von Physikkonkret bietet die Deutsche Physikalische Gesellschaft in kompakter und allgemeinverständlicher Form Fakten zu aktuellen wissenschaftlichen und wissenschaftspolitischen Fragen. Zugleich möchten sie allen Menschen die Faszination physikalischer Phänomene näher bringen und auf die Relevanz der Physik für Wirtschaft, Politik und Gesellschaft hinweisen. Unter www.physikkonkret.de stehen alle bisherigen Ausgaben zur Verfügung.

⇒ Das Physikkonkret als PDF (701 kB)

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