ERC Advanced Grant for Professor Bernhard Keimer for the project "Collective modes in 4d-metal compounds and heterostructures"

Ruthenium oxides and related materials have extremely diverse properties and functionalities – for instance as model materials for unconventional superconductivity, electrodes for electronic devices, and catalysts for chemical reactions. Bernhard Keimer's ERC project aims to elucidate the microscopic origin of these unusual properties. The influence of the so-called "spin-orbit coupling" will be of particular interest. This relativistic effect ties the microscopic magnetic moment of the conduction electrons ("spin") to their spatial motion ("orbit") in the solid. To this end, Bernhard Keimer's group will develop an instrument that will allow highly accurate measurements of the excited states of the electrons with finely tuned x-ray beams. This instrument will be installed at an intense x-ray source at the DESY Research Center in Hamburg. In a parallel effort, scientists at the Max Planck Institute for Solid State Research in Stuttgart will use state-of-the-art methods to synthesize thin-film structures of ruthenium oxides, which can then be optimized based on the results of the x-ray experiments. The ultimate goal of this project is the targeted synthesis of materials systems with predefined functionality.

"ERC Advanced Grants allow exceptional established research leaders to pursue ground-breaking, high-risk projects that open new directions in their respective research fields or other domains. The ERC Advanced Grant funding targets researchers who have already established themselves as independent research leaders in their own right." (European Research Council)

ERC Advanced Grant für Professor Bernhard Keimer für das Projekt "Collective modes in 4d-metal compounds and heterostructures"

Rutheniumoxide und ähnliche Materialien haben äußerst vielseitige Eigenschaften und Funktionen – so z.B. als Modellmaterialien für die unkonventionelle Supraleitung, als Elektroden für elektronische Bauelemente und als Katalysatoren für chemische Reaktionen. Bernhard Keimers ERC-Projekt hat zum Ziel, die mikroskopischen Ursachen dieser ungewöhnlichen Eigenschaften aufzuklären. Dabei sollen insbesondere die Auswirkungen der sogenannten "Spin-Bahn-Kopplung" untersucht werden – ein relativistischer Effekt, der das intrinsische Magnetmoment der Leitungselektronen ("Spin") mit deren räumlicher Bewegung ("Bahn") im Festkörper verbindet. Zu diesem Zweck wird Bernhard Keimers Arbeitsgruppe ein Instrument entwickeln, das die Anregungszustände der Elektronen in diesen Materialien mit fein justierten Röntgenstrahlen sehr genau bestimmen kann. Dieses Instrument soll an einer hochintensiven Röntgenquelle am Forschungszentrum DESY in Hamburg installiert werden. Parallel dazu werden Wissenschaftler am MPI für Festkörperforschung mittels modernster Verfahren Dünnfilm-Strukturen von Rutheniumoxiden herstellen, die dann anhand der Ergebnisse der Röntgen-Untersuchungen optimiert werden können. Fernziel des Projekts ist die gezielte Synthese von Materialsystemen mit vorab definierter Funktionalität.

"Durch ERC Advanced Grants können herausragende etablierte Spitzenforscher wegbereitende risikoreiche Forschungsvorhaben durchführen, mit denen in ihren jeweiligen Forschungsbereichen oder in anderen Bereichen neue Wege beschritten werden. Mit ERC Advanced Grants sollen Forscher gefördert werden, die sich bereits als unabhängige und selbständige Spitzenforscher etabliert haben." (Europäischer Forschungsrat)