• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Версия для слабовидящихЛичный кабинет сотрудника ВШЭПоискМеню

Свойства гибридных наноструктур топологический изолятор/ сверхпроводник

2016

Исследование топологических изоляторов крайне важно для целого ряда прикладных областей физики конденсированного состояния (передача и хранение информации, спинтроника, термоэлектричество, квантовые вычисления и др.). При этом в данной области особое место занимает исследование гибридных структур топологических изоляторов с другими материалами. Именно в таких структурах было предсказано появление принципиально новых электронных состояний, например магнитных монополей в контакте с ферромагнетиками [X.-L. Qi et al., Science 323, 1184 (2009)] и фермиона Майорана в контакте с сверхпроводниками [Liang Fu, C.L. Kane, Phys. Rev. Lett. 100, 096407 (2008)]. Поэтому изучение топологических изоляторов интересно намного более широкому научному сообществу, так как гибридные структуры на базе топологических изоляторов могут служить реалистичными моделями для изучения теорий поля и суперструн [S. Ryu and T. Takayanagi, Phys. Rev. D 82, 086014 (2010)].

В данном проекте планируется исследование гибридных структур топологический изолятор/ сверхпроводник, в том числе в режиме возможной реализации фермиона Майорана. Тут следует отметить, что несмотря на значительное количество теоретических работ в данной области электронное состояние фермиона Майорана до сих пор не было обнаружено в прямых экспериментах. На данный момент существуют лишь косвенные свидетельства его обнаружения, например именно реализации фермиона Майорана приписывают пики проводимости при нулевом напряжении [V. Mourik, et al., Science 12, 1222360 (2012)]. Одна из причин такого несоответствия теории и эксперимента может заключаться в том, что существующие на сегодня теории используют крайне упрощённое описание топологических изоляторов. А именно, поверхностные состояния описываются линейной дираковской дисперсией. При этом часто делается предположение о том, что химический потенциал лежит намного выше сверхпроводящей щели (и соответственно выше точки Дирака), что существенно облегчает вычисления. Я предлагаю учесть существующую довольно значительную анизотропию поверхности Ферми топологического изолятора. Это приведёт к новым предсказаниям относительно реализации фермиона Майорана, что может стимулировать его экспериментальное обнаружение.

Публикации по проекту:


Vasenko A. S., Golubov A. A., Silkin V. M., Chulkov E. V. Odd-frequency superconductivity induced in topological insulators with and without hexagonal warping // Journal of Physics Condensed Matter. 2017. Vol. 29. No. 295502. P. 1-7. doi
Vasenko A. S., Golubov A. A., Silkin V. M., Chulkov E. V. Unconventional pairing in three-dimensional topological insulators with warped surface state // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2017. Vol. 105. No. 8. P. 489-490. doi
Vasenko A. S., Golubov A. A., Silkin V. M., Chulkov E. V. Unconventional pairing in three-dimensional topological insulators with warped surface state // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2017. Vol. 105. No. 8. P. 497-501. doi