Topologische Materialien stehen zurzeit im Brennpunkt der Festkörperforschung. Während der letzten Jahre ist vor allem die Familie der topologischen elektronischen Phasen extrem schnell gewachsen: Den anfänglichen Dirac- und Weyl-Halbmetalle folgten später Halbmetalle mit Knotenlinien statt isolierten Knotenpunkten, Typ-II-Weyl-Metalle und topologische Phasen höherer Ordnung. Die Forschung zu diesen neuen Phasen und den damit einhergehenden Quantenphänomenen hat neue Brücken zwischen den verschiedenen Teilgebieten der Physik geschlagen. Die interessantesten Eigenschaften dieser Materialien und die erstaunlichsten Phänomene ergeben sich aus der Bandstruktur bei niedrigen Energien, die häufig Dirac-Kegeln ähnelt. Die elementaren Anregungen dieser elektronischen Bänder sind für die physikalischen Eigenschaften der topologischen Festkörperphasen verantwortlich und standen im Mittelpunkt dieses WE-Heraeus-Seminars.

Dieses Seminar hat Theoretiker sowie Experimentalphysiker zusammengebracht, die aktiv auf dem Feld der topologischen Dirac-Materialien forschen. Neue Ergebnisse aus magneto-optischen und Photoemissions-Experimenten sowie Magnetotransport- und photogalvanische Messungen wurden ebenso erörtert wie die neuesten theoretischen Erkenntnisse in der Physik der topologischen kondensierten Materie. Beispiele sind topologische Phasen in amorphen Materialien sowie supraleitende Zustände in elektronischen Weyl-Bändern.

Aufgrund der Covid-19-Pandemie und der damit verbundenen Reisebeschränkungen fand das Seminar im hybriden Modus statt, d.h., ein Teil der Teilnehmer folgte dem Seminar online. Insgesamt brachte das Seminar 43 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus EU-Staaten und den USA zusammen, darunter 16 eingeladene Vortragende und 18 Studierende, die ihre Poster vorstellten. Während des Treffens war der wissenschaftliche Austausch der im Physikzentrum anwesenden Studierenden und erfahreneren Wissenschaftler besonders intensiv, vor allem aufgrund deren geringeren Zahl sowie der insgesamt informellen Atmosphäre. Um die Präsentationen der nicht vor Ort weilenden Studierenden zu erleichtern, wurde die gängige Poster-Session in 10-minütige Kurzvorträge online umgewandelt.

Im Namen aller Teilnehmer danken wir der WE-Heraeus-Stiftung für die finanzielle Unterstützung des Treffens herzlich. Besonders bedanken möchten wir uns auch bei dem Team des Physikzentrums für die technische und administrative Hilfe bei diesem ungewöhnlichen hybriden Seminar.
 

Prof. Dr. Claudia Felser, MPI für Chemische Physik fester Stoffe Dresden
Prof. Dr. Mark Goerbig, Laboratoire de Physique des Solides, CNRS UMR 8502 und Université Paris-Sud
Dr. Artem Pronin, Physikalisches Institut, Universität Stuttgart