Materialien mit hoher thermoelektrischer Leistung

Die Forschung im Bereich der technischen Anwendungen ist den thermoelektrischen Materialien gewidmet, die Abwärme in nützlichen und wertvollen Strom umwandeln sollen. Das wichtigste physikalische Phänomen ist der Seebeck-Effekt (Thermokraft).

Unser Hauptziel ist ein gründliches Verständnis und die Optimierung von Materialien wie Skutteruditen oder Clathraten, die zur Familie der käfigbildenden Verbindungen gehören.

Die Forschung auf diesem Gebiet wird in den nächsten Jahren durch die Einrichtung eines "Christian Doppler Labors für Thermoelektrizität" verstärkt werden. Projektstart: 1. Juli 2013.   

Unkonventionelle Supraleitfähigkeit

Unser Ziel ist die Erforschung der Supraleitung, die von einem einfachen BCS-ähnlichen (s-Welle) Verhalten abweicht.

Die zentralen Aktivitäten konzentrieren sich auf Supraleiter, denen ein Inversionszentrum in ihrer Kristallstruktur fehlt. Dies kann zu einer Vermischung von Spin-Singlet- und Spin-Triplet-Komponenten in dem supraleitenden Kondensat führen.

Stark korrelierte Elektronensysteme

Wechselwirkungen bei niedrigen Temperaturen wie der Kondo-Effekt können die magnetischen Momente bestimmter Materialien abschirmen (z. B. solche, die Cer, Praseodym, Ytterbium oder Uran enthalten), was zu einem Verlust an Freiheitsgraden führt. Das System kann diesen Verlust kompensieren, indem es eine enge Struktur der Zustandsdichte direkt an der Fermi-Energie bildet.

Diese Vielkörperresonanz führt zu einer Vielzahl von interessanten Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen, wie z. B. Fermi- und Nicht-Fermi-Flüssigkeit, Verhalten schwerer Fermionen, Zwischenvalenz oder Supraleitung schwerer Fermionen.

Anhand von Messungen bei sehr tiefen Temperaturen (mK), bei hohen Magnetfeldern (H > 10 T) und hydrostatischem Druck leiten wir die wichtigsten Wechselwirkungsmechanismen ab und erstellen die entsprechenden Phasendiagramme.