Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat Herrn Dr. Nicola Poccia vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW) mit einem ERC Consolidator Grant auszeichnet. Die Förderung in Höhe von 2 Millionen Euro versetzt den Wissenschaftler in den kommenden fünf Jahren in die Lage, sein Projekt mit dem Akronym 3DCuT umzusetzen. Dieses steht für „3D Cuprate Twistronics as a platform for high-temperature topological superconductivity“ – zu deutsch „3D Cuprat Twistronik als Plattform für topologische Hochtemperatur-Supraleitung“.

In seinem ERC-Projekt kombiniert Nicola Poccia zwei bedeutende Phänomene der modernen Materialforschung:
Die Hochtemperatur-Supraleitung ermöglicht den Stromfluss ohne elektrischen Widerstand in einigen sehr speziellen Materialien bei Temperaturen, die bereits mit flüssigem Stickstoff (-196 °C) erreicht werden können. In der Materialforschung gilt das als Hochtemperatur, da die meisten Phänomene dieser Art erst bei viel kälteren Temperaturen in Erscheinung treten.
Trotz dieser bemerkenswerten Eigenschaft und dem damit verbundenen großen Interesse für technische Anwendungen bleibt das Verständnis dieses Phänomens eines der größten ungelösten Rätsel der modernen Physik. So lässt sich zum einen bis heute keine einheitliche Theorie für dieses Phänomen finden, zum anderen weisen die Materialien eine derartig extreme Komplexität auf, dass sie nur sehr schwer zu kontrollieren sind. Betrachtet man jedoch die Entwicklung von Silizium, auf dem derzeit die gesamte moderne Elektronik basiert, wird deutlich, dass auch diese Technologie mehr als fünfzig Jahre für ihren Erfolg gebraucht hat.
Die Twistronik ist ein junges Forschungsgebiet, das die elektronischen Effekte untersucht, die durch die Verdrehung einzelner Schichten innerhalb von Schichtstapeln entstehen. Durch den Twist können neue Quantenzustände realisiert werden, die ein enormes Anwendungspotential haben, insbesondere im Zusammenhang mit Quantensensorik, Quantenkryptographie und Quantencomputern. Die Herausforderung besteht darin, neue Plattformen zu entwickeln, auf denen diese Quantenzustände unter einer Vielzahl von Bedingungen und bei leicht zu erreichenden Temperaturen robust auftreten können.

In seinem ERC-Projekt möchte Nicola Poccia diese interessanten und vielversprechenden Phänomene zusammenführen und neue Komponenten für die Quantentechnologie entwickeln. Konkret sollen ultradünne Schichten des supraleitenden Materials Bismut-Strontium-Calcium-Kupferoxid so übereinandergestapelt werden, dass sie eine Verdrehung in der Kristallorientierung aufweisen. Die Größe des Verdrehungswinkels ist dabei ein wichtiger Parameter. Bei bestimmten Verdrehungswinkeln treten neue physikalische Phänomene auf, die Gegenstand der Grundlagenforschung sind und Hoffnungen auf neue Funktionalitäten wecken.

Nicola Poccia und seine Arbeitsgruppe am IFW Dresden haben bereits bewiesen, dass sie verdrillte Kupratschichten kontrolliert und in einer sehr hohen Qualität herstellen können. Der nächste Schritt ist nun, daraus komplexe dreidimensionale Nanoarchitekturen herzustellen und zu Schaltkreisen und elektronischen Bauteilen zusammenzufügen. Für dieses ambitionierte Projekt stellt der ERC mit dem Consolidator Grant die Ressourcen zur Verfügung. Gleichzeitig stellt die Auszeichnung eine große Wertschätzung der bisherigen Arbeiten von Nicola Poccia dar.

Im Wettbewerb um die renommierten ERC-Grants sind Forschende des IFW Dresden besonders erfolgreich. Bisher wurden sechs ERC Starting Grants, zwei ERC Advanced Grants und nun der fünfte ERC Consolidator Grant für Forschende am IFW bewilligt.

Über den ERC

Der Europäische Forschungsrat ist eine europäische Förderorganisation für visionäre Grundlagenforschung. Die wissenschaftliche Exzellenz ist das entscheidende Kriterium. Der ERC Consolidator Grant fördert exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Aufbau einer eigenen unabhängigen Forschungsgruppe mit bis zu 2 Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren.

Kontakt
Dr. Nicola Poccia
n.poccia[at]ifw-dresden.de
+49 (0)351 4659 527

Pressekontakt
Patricia Bäuchler
p.baeuchler[at]ifw-dresden.de
+(49) 351 4659 249