B. I. Verkin-Preis des Jahres 2020 der Akademie der Wissenschaften der Ukraine (NAS) an ein Ukrainisch-Deutsches Team

Das Präsidium der Akademie der Wissenschaften der Ukraine zeichnet das Team um V. P. Gnezdilov (ILTPE, NAS, Kharkov), Yu. G. Pashkevich (DIPE-Galkin, Kiev) und P. Lemmens (TU-BS, Braunschweig) mit dem B. I. Verkin Preis für herausragende Arbeiten zur Vorhersage und experimentellen Detektion kooperativer Phänomene in neuesten Festkörpersystemen, topologischen Isolatoren und exotischen Supraleitern aus. Die geplante Feierstunde der Akademie der Wissenschaften am 13. April wurde wegen der Corona Pandemie bis auf weiteres verschoben.

Diese Auszeichnung erfolgte auf der Basis einer über 20-jährigen Zusammenarbeit mit 50 gemeinsamen Publikationen und mehreren Drittmittelprojekten. Die Arbeitsgebiete des Teams umfassen weiterhin grundlagenorientierte Festkörperphysik im Bereich von Spintronik, Speicher- und Sensormaterialien, exotischen Supraleitern, molekularen Magneten, Multiferroika und topologischen Systemen.

Eine Liste der früheren Preisträger findet sich unter https://ilt.kharkov.ua/bvi/general/laur-e.html, siehe B. I. Verkin Prize. Dieser Preis, benannt nach dem Gründer des Instituts für Tieftemperaturphysik in Kharkov, wird alle vier Jahre vergeben. Am Vorläufer diesen Instituts haben unter anderem L. D. Landau, I. Ya. Pomeranchuk und L. V. Shubnikov gearbeitet.

     

(von links nach rechts) Dr. V. P. Gnezdilov (ILTPE, NAS, Kharkov), Prof. Dr. Yu. G. Pashkevich (DIPE-Galkin, Kiev), Prof. Dr. P. Lemmens (IPKM, TU-BS, Braunschweig).

 

 

 


Für besonders Interessierte kommen hier noch Auszüge einer unauthorisierte Übersetzungen aus dem Ukrainischen.

Nominierung – B. I. Verkin-Preis der Akademie der Wissenschaften der Ukraine (NAS) des Jahres 2020

Übersetzung aus dem Ukrainischen eines Dokuments vom Dezember 2019

ZUSAMMENFASSUNG einer Reihe von Arbeiten von V. P. Gnezdilova, Yu.G. Pashkevich, P. Lemmens

"Quantenkooperative Phänomene in den neuesten vielversprechenden technologischen Materialien", nominiert für den BI Verkin-Preis der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine.

In vielen Fällen liegt der Schlüssel zum Verständnis der grundlegenden Eigenschaften von Materie in der Untersuchung von Materie bei niedrigen Temperaturen. Unter Bedingungen, unter denen thermische Schwingungen keine subtilen Wechselwirkungen verbergen, eröffnet sich ein Feld quantenkooperativer Phänomene, das in der klassischen Physik keine Analoga aufweist. Dieser Bereich von Phänomenen umfasst Magnetismus, Supraleitung, Spin-Dichtewellen, Ladungsdichtewellen, Bose-Einstein-Kondensation und Superfluidität. Es ist anzumerken, dass die aktuellen Trends in der Weltwissenschaft auf der Priorität der Untersuchung physikalischer Effekte in Materialien beruhen, die für die neuesten technologischen Anwendungen vielversprechend sind. Gleichzeitig ist der allgemeine Trend die Manipulation auf der Ebene einzelner elektronischer Freiheitsgrade wie Spin oder Orbitalzustände unter Verwendung der Wechselwirkung zwischen ihnen und dem Kristallgitter. Diese Fähigkeit, bestimmte Freiheitsgrade zu manipulieren, hat zur Entstehung bahnbrechender Bereiche der Elektronik geführt - Spintronik und Magnonik. Das Wachstum der Anzahl der Veröffentlichungen in den letzten beiden Bereichen ist in der wissenschaftlichen Weltliteratur explosiv. Die Verwendung von quantenkooperativen Phänomenen, topologisch geschützten elektronischen und magnetischen Zuständen und die Einbeziehung von Freiheitsgraden in der Umlaufbahn ist die nächste Entwicklungsstufe, die sich gerade entfaltet.

In Übereinstimmung mit den oben genannten Trends widmet sich diese Arbeit der Erlangung grundlegend neuer grundlegender Kenntnisse über neue Merkmale quantenkooperativer Phänomene sowie den Grundlagen der Optimierung physikalischer Eigenschaften und der Verwaltung der Funktionalität neuer Materialien, um diese in die Elementbasis moderner Mikro- und Nanoelektronikgeräte zu implementieren. Dies sind niedrigdimensionale Magnetsysteme, topologische Isolatoren, nicht traditionelle Supraleiter usw.  
 
Die Arbeit kombiniert Forschung in einer Reihe von wegweisenden Experimenten mit der Konstruktion theoretischer Modelle. 
In diesem Fall wurde eine quantitative Übereinstimmung zwischen dem Experiment und der Theorie erhalten. Insbesondere 
wurde im Arbeitszyklus Folgendes getan.
 
Aus diesem Zyklus können wir eine Reihe von Studien zu den Eigenschaften eisenhaltiger Supraleiter unterscheiden, die zeigen, 
dass in Eisenselenid FeSe die Aufteilung der Streuspektren in polarisationsabhängige und polarisationsunabhängige 
Elektronenlochanregungen ein Beweis für die Koexistenz lokalisierter und mobiler Spins ist. Diese Arbeit ist eine Fortsetzung 
einer Reihe wegweisender Studien der Autoren. Es wurde zum ersten Mal gezeigt, dass in der Verbindung Rb0.8 + xFe1.6 + ySe2 
eine komprimierte nichtmagnetische Metallphase mit Eisenionen im Null-Spin-Zustand und eine magnetisch isolierende Phase 
mit Eisenionen im Hoch-Spin-Zustand koexistieren kann. Der anomale magnetische Übergang mit zunehmender Symmetrie im 
Ba0.74K0.26Fe2As2-Supraleiter wurde experimentell mit der Myonenspinresonanzmethode untersucht und theoretisch untersucht. 
Die magnetische Struktur der neuen Phase wird bestimmt. Dies ist eine ungewöhnliche schachbrettartige Verteilung magnetischer 
und nichtmagnetischer Eisenstellen, die auf die lokale Instabilität des Spinzustands von Eisen in eisenhaltigen 
Hochtemperatursupraleitern hinweist.
 
Bei der Untersuchung elektronischer topologisch geschützter Zustände wurde erstmals die Streuung elektronischer 
plasmaähnlicher Anregungen im dreidimensionalen Dirac-Halbmetall Cd3As2 beobachtet und die Wechselwirkung von 
elektronischen und Phononenfreiheitsgraden untersucht. Im BiTeI-Halbleiter mit einem riesigen Wert der Spin-Orbit-Wechselwirkung 
(Rashba-Wechselwirkung) wurde erstmals eine Streuung auf elektronisch topologisch geschützten Oberflächenzuständen beobachtet.
 
Bei der Untersuchung von Quantenmagneten wurden neue wichtige Ergebnisse erzielt: 1). Zum ersten Mal wurden die Merkmale der 
Gitterdynamik im Holden-Quantenmagneten SrNi2V2O8 experimentell und theoretisch untersucht. Aufgrund des quantenkooperativen 
Effekts bei Temperaturen unter 7 K in diesem Zusammenhang gibt es anstelle der magnetischen Ordnung einen sogenannten 
nichtmagnetischen Spin-Singulett-Grundzustand. Die Arbeit ist wichtig, um den Einfluss der Spin-Gitter-Wechselwirkung auf die 
Bildung eines nichtmagnetischen Spin-Singulett-Zustands zu untersuchen.
 
Die Entdeckung dispersionsloser Spinwellen in dreidimensionalen Antiferromagneten und der lineare magnetoelektrische Effekt 
in Verbindungen mit ausschließlich Seltenerdionen eröffnen neue Forschungsrichtungen, die für angewandte Anwendungen wichtig 
sind. Die Autoren fanden heraus, dass das Anregungsspektrum des Antiferromagneten Fe2O(SeO3), einer neuen Implementierung
des Sägezahnkettensystems, Zweige energiereicher und energiearmer Spinwellen mit nahezu keiner räumlichen Dispersion enthält. 
Strukturen mit dispersionslosen Spinanregungen sind für Anwendungen als technologische Materialien von Magnonvorrichtungen am 
wichtigsten. Zum ersten Mal wurde in Ce2O3-Oxid, einer Verbindung mit Seltenerdionen, die keine 3d-Ionen von Übergangsmetallen 
enthalten, ein riesiger linearer magnetoelektrischer Effekt festgestellt. Die Zunahme der Dielektrizitätskonstante erreicht mehr 
als 200% in einem 8 T-Magnetfeld nahe der Neeltemperatur, TN = 6,1 K. Es wird festgestellt, dass magnetische Seltenerdionen 
eine Quelle für magnetoelektrische Phänomene auf der Ebene der Übergangsmetallionen sein können. Diese Beobachtung leitet 
die Suche nach den magnetoelektrischen Eigenschaften von Verbindungen ein, die eine Reihe von Seltenerdionen enthalten.
 
Gemeinsame experimentelle und theoretische Studien wurden von den Autoren am Institut für Physik und Technologie niedriger
Temperaturen durchgeführt. B.I. Verkin Nationale Akademie der Wissenschaften der Ukraine, Donezk Institut für Physik und 
Technologie. O.O. Galkin NAS aus der Ukraine und das Institut für Festkörperphysik der Technischen Universität Braunschweig. 
Die Autoren der Arbeit arbeiten seit mehr als zwanzig Jahren erfolgreich zusammen. In dieser Zeit haben sie mehr als fünfzig 
gemeinsame Artikel in führenden in- und ausländischen Zeitschriften veröffentlicht. Die Ergebnisse dieses Zyklus wurden in den 
weltweit führenden wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht (Nature Comm., Euro Phys. Lett., Phys. Rev. B, Low Temp. Phys.).
 
Daher ist diese Arbeit ein wichtiger Schritt, um die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der neuesten technologisch 
fortschrittlichen Materialien zu verstehen und ihre physikalische Implementierung in modernen Mikroelektronikgeräten zu beschleunigen. 
Die Arbeit kombiniert die Ergebnisse grundlegender experimenteller und theoretischer Forschung, die in aktuellen Bereichen der 
modernen Wissenschaft als Ergebnis einer engen internationalen Zusammenarbeit durchgeführt wurden.
 
Referenzen - Eine Auswahl der insges. über 50 Publikationen:

1. V. P. Gnezdilov, Yu. G. Pashkevich, V. S. Kurnosov, O. V. Zhuravlev, D. Wulferding, P. Lemmens, D. Menzel, E. S. Kozlyakova, A. Yu. Akhrorov, E. S. Kuznetsova, P. S. Berdonosov, V. A. Dolgikh, O. S. Volkova, and A. N. Vasiliev, Flat-band spin dynamics and phonon anomalies of the saw-tooth spin-chain system Fe2O(SeO3)2, Phys. Rev. B, 99, 0644123 (1-9) (2019). + Supplementary Information (1-6).

2. A. Glamazda, P. Lemmens, J. M. Ok, J. S. Kim, K.-Y. Choi, Dichotomic nature of spin and electronic fluctuations in FeSe, Phys. Rev. B 99, 075142 (2019).

3. T. Kolodiazhnyi, H. Sakurai, M. Avdeev, T. Charoonsuk, K. V. Lamonova, Yu. G. Pashkevich, and B. J. Kennedy, Giant magnetocapacitance in cerium sesquioxide Phys. Rev. B 98, 054423 (2018).

4. Kurnosov V., Gnezdilov V., Lemmens P., Pashkevich Yu., Bera A.K., Islam A.T.M.N., and Lake B., Phonon excitations in the quasi-one-dimensional Haldane phase of SrNi2V2O8, ФНТ 43 № 12, 1761-1772 (2017).

5. V. Gnezdilov, Yu. Pashkevich, P. Lemmens, V. Kurnosov, P. Berdonosov, V. Dolgikh, E. Kuznetsova, V. Pryadun, K. Zakharov, and A. Vasiliev, Lattice and magnetic instabilities in Cu3Bi(SeO3)2O2X (X=Br,Cl), Phys. Rev. B, 96, 115144 (1-6) (2017).

6. A. Sharafeev, V. Gnezdilov, R. Sankar, F. C. Chou, and P. Lemmens, Optical phonon dynamics and electronic fluctuations in the Dirac semimetal Cd3As2, Phys. Rev. B 95, 235148 (2017).

7. Pashkevich Yu., Gnezdilov V., Lemmens P., Shevtsova T., Gusev A., Lamonova K., Wulferding D., Gnatchenko S., Pomjakushina E., and Conder K., Phase separation in iron chalcogenide superconductor Rb(0.8+x)Fe(1.6+y)Se2 as seen by Raman light scattering and band structure calculations, Физика низких температур 42, 628 (2016).

8. A. Glamazda, P. Lemmens, S.-H. Do, K.-Y. Choi, Raman spectroscopic signature of fractionalized excitations in the harmonic-honeycomb iridates β- and γ-Li2IrO3, Nature Commun. 7, 12286 (2016).

9. B. P. P. Mallett, Yu. G. Pashkevich, A. Gusev, Th. Wolf and C. Bernhard Muon spin rotation study of the magnetic structure in the tetragonal antiferromagnetic state of weakly underdoped Ba1−xKxFe2As2  Euro Physical Letters, 111 57001 6 pages (2015).

10. V. Gnezdilov, P. Lemmens, D. Wulferding, A. Müoller, P. Recher, H. Berger, R. Sankar, and F. C. Chou, Enhanced quasiparticle dynamics of quantum well states: The giant Rashba system BiTeI, and topological insulators, Phys. Rev. B, 89, 195117 (1-6) (2014).

 

 

 

                

 

Impressum - Back to the Webpages of Peter Lemmens -  13.05.2020