Quantenmechanische Vielteilchensysteme

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Quantenmechanik bestimmt unser Alltagsleben in weit gr??erem Ausma?, als den meisten Menschen bewusst ist --- von den Farben der sichtbaren Gegenst?nde, über den Zusammenhalt von Materie in einem festen K?rper bis hin zur elektrischen Leitf?higkeit eines Metalls. Die gr??te Herausforderung liegt in der Erforschung eines Kollektivs von Teilchen (Vielteilchensysteme), deren mikroskopische Eigenschaften durch die Quantenmechanik bestimmt sind. Die Beobachtung quantenmechanischer Effekte ist aber keineswegs auf mikroskopische Ph?nomene beschr?nkt. Quantenmechanik kann durch ein kooperatives Zusammenwirken mikroskopischer Freiheitsgrade auch direkt im makroskopischen Bereich "beobachtet" werden: die "Koh?renz" elektronischer Freiheitsgrade kann sich zum Beispiel in Supraleitung, Magnetismus oder einem Metall-Isolator-?bergang manifestieren.

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Unser Forschungsschwerpunkt liegt bei niederdimensionalen, korrelierten elektronischen Systemen. Bei diesen Systemen spielt die Coulomb-Wechselwirkung zwischen den Elektronen des Festk?rpers eine ganz wesentliche Rolle, einerseits für die Stabilisierung bestimmter Phasen, andererseits für den Charakter der elektronischen Anregungen. So werden bei vielen ?bergangsmetalloxiden eine Reihe von Phasenüberg?ngen beobachtet, die auf starke elektronische Korrelationen zurückzuführen sind, darunter Metall-Isolator-, Supraleitungs- und magnetische ?berg?nge. In einigen Materialien, wie den Perowskit-Schichtstrukturen, aber ebenso in den (dotierten) Spin-Leitern und Ketten, sind die Spin- und Ladungsanregungen dieser Phasen durch die reduzierte r?umliche Dimensionalit?t wesentlich beeinflusst. Die starken Quantenfluktuationen dieser Freiheitsgrade, speziell auch an den niederdimensionalen Grenzfl?chen, sind bisher nur unzureichend verstanden worden. Sie führen jedoch zu einer immensen Reichhaltigkeit niederdimensionaler Physik und damit auch m?glicher Anwendungen.

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