Prof. Dr. Ronny Thomale
Prof. Dr. Ronny Thomale
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Am Hubland
Fachgebiete
- Theoretische Festkörperphysik
- Stark korrelierte Elektronensysteme
Forschungsvorhaben
Mein Forschungsgebiet befasst sich mit der theoretischen Beschreibung stark korrelierter Elektronenzustände. Materialien mit diesen Eigenschaften bringen erstaunliche Phänomene hervor, wie zum Beispiel Supraleitung, Quanten Hall Effekt, Spinflüssigkeiten, Topologische Isolatoren und Magnetismus. Unsere Grundlagenforschung zielt darauf ab, neue Quantenzustände von Materie vorherzusagen und mögliche Materialkandidaten vereint mit experimentellen Untersuchungen besser zu verstehen. Dies erstreckt sich auch auf synthetische Festkörpersysteme, die als Simulatoren spezieller Eigenschaften von Quantenmaterialien verwendet werden können.
Vision
Eine perspektivische Entwicklung unserer Forschung ist der Quantencomputer, als dessen Basis manche Quantenmaterialien mit topologischen Eigenschaften genutzt werden könnten. Der Anwendungsrahmen unserer Forschung an topologischen Isolatoren betrifft die Spintronik, d.h. die Ersetzung der Rolle der Ladung in der üblichen Elektronik durch den Spin der Elektronen, ihrem internen magnetischen Freiheitsgrad. Das Ziel wäre die Realisierung eines topologischen Transistors, der es mit Hilfe topologischer Quantenmaterialien erlauben könnte, eine neue Generation energieeffizienterer Elektronik hervorzubringen. Unsere Forschung an unkonventionellen Supraleitern hat zum Ziel, einen Supraleiter bei Zimmertemperatur zu entdecken und damit den Transport von Elektrizität und die Erzeugung starker Magnetfelder zu erleichtern.
Bismuthene on a SiC substrate: A candidate for a high-temperature quantum spin Hall material
Quantum spin Hall materials hold the promise of revolutionary devices with dissipationless spin currents but have required cryogenic temperatures owing to small energy gaps. Here we show theoretically that a room-temperature regime with a large energy gap may be achievable within a paradigm that exploits the atomic spin-orbit coupling.
Robust spin-polarized midgap states at step edges of topological crystalline insulators
Topological crystalline insulators are materials in which the crystalline symmetry leads to topologically protected surface states with a chiral spin texture, rendering them potential candidates for spintronics applications.
Scaling of the Quantum Anomalous Hall Effect as an Indicator of Axion Electrodynamics
We report on the scaling behavior of V-doped (Bi,Sb)2Te3 samples in the quantum anomalous Hall regime for samples of various thickness. While previous quantum anomalous Hall measurements showed the same scaling as expected from a two-dimensional integer quantum Hall state, we observe a dimensional crossover to three spatial dimensions as a function of layer thickness.
