Topological Matter: 10 Years after the Nobel Prize

Zehn Jahre nach dem Nobelpreis für theoretische Arbeiten zu topologischen Phasen der Materie fand vom 29. März bis 2. April 2026 am International Iberian Nanotechnology Laboratory INL in Braga, Portugal, ein iberisch-deutsches WE-Heraeus-Seminar statt, das Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler insbesondere aus Deutschland, Portugal, Spanien zusammenbrachte, um die Entwicklung topologischer Materie seither zu diskutieren.

Im Mittelpunkt stand die Frage, wie sich topologische Konzepte heute über verschiedene Materialplattformen hinweg nutzen lassen: in elektronischen Materialien ebenso wie in photonischen und phononischen Systemen. Beiträge zu topologischen Isolatoren, Weyl-Halbmetallen, topologischen Supraleitern, chiralen Kristallen und dem anomalen Quanten-Hall-Effekt zeigten, wie eng Grundlagenfragen der Bandtopologie inzwischen mit Spintransport, Metrologie und möglichen Bauelementanwendungen verbunden sind. Wiederkehrende Themen waren dabei die Rolle von Unordnung, Defekten, Grenzflächen sowie die Frage, unter welchen Bedingungen topologische Zustände technologisch robust nutzbar werden.

Eine zweite Säule bildeten stark korrelierte und niedrigdimensionale topologische Systeme. Vorträge zu Moiré-Materialien, verdrehten van-der-Waals-Heterostrukturen, Kondo-Gitter-Physik und Nanographen-Spin-Ketten verdeutlichten, dass topologische Phasen zunehmend gezielt konstruiert werden: durch Proximitätseffekte, atomare Manipulation, molekulare Selbstorganisation und präzise Kontrolle von Symmetrie und Geometrie. Ergänzt wurde dies durch theoretische Beiträge zu fraktionalen und nicht-kristallinen topologischen Phasen sowie durch KI-gestützte Ansätze zur Klassifikation und Vorhersage neuer Materialien.

Besonderes Gewicht lag auf der Erweiterung topologischer Konzepte auf Photonen und Phononen. Nicht-hermitesche Topologie, topologische Wellenleiter, robuste Randmoden im Gigahertz-Bereich und thermische Hall-Effekte neutraler bosonischer Anregungen machten deutlich, dass Topologie heute ein verbindendes Prinzip für sehr unterschiedliche physikalische Systeme ist. Gerade der Austausch zwischen Arbeiten zu elektronischen, photonischen und phononischen Eigenschaften erwies sich als besonders fruchtbar.

Die öffentliche Vorlesung von Nobelpreisträger F. Duncan M. Haldane mit über 125 Teilnehmern setzte einen eindrucksvollen historischen und konzeptionellen Rahmen, blieb jedoch eingebettet in ein Seminar, das vor allem die aktuellen Herausforderungen und Zukunftsperspektiven des Feldes auslotete. Die hervorragende Organisation und Gastfreundschaft des INL boten dafür ideale Bedingungen. Wir danken der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung herzlich für die großzügige Förderung.

Prof. Dr. Clivia M. Sotomayor, INL Braga
Prof. Dr. Maia García Vergniory, DIPC San Sebastián
Prof. Dr. Niels B. M. Schröter, MLU & MPI-Halle