Доктор Мауро Мелхиадес Дориа, профессор Федерального Университета Рио де Жанейро выступил с лекцией для студентов и сотрудников МИЭМ НИУ ВШЭ
Мауро Дориа - признанный специалист в области новых сверхпроводящих материалов, в рамках своего визита в МИЭМ НИУ ВШЭ не только принял участие в совместных исследованиях и специализированных семинарах, но и провел интересное научное мероприятие для всех сотрудников и учащихся МИЭМ - лекцию на тему "Происхождение линейного спектра Дирака и топология".
В докладе был представлен исторический обзор исследований поверхностных электронных состояний, восходящих к работам Игоря Тамма (1930-е) и Виталия Гинзбурга (1960-е), и, наконец, к предположению Алексея Абрикосова (1990-е), что спектр Дирака объясняет линейное магнитосопротивление, наблюдаемое во многих слоистых материалах.
Принятое в настоящее время объяснение линейного спектра Дирака в графене опирается на существование двух переплетенных гексагональных решеток в этом материале. Однако, большинство двумерных электронных систем не имеет такой структуры. С другой стороны, допущение уравнения Дирака в качестве модели противоречит отсутствию релятивистской инвариантности в таких системах.
И все же, линейный спектр Дирака встречается в сверхпроводниках на основе железа, купратах, топологических изоляторах и многих других соединениях. Простейшим гамильтонианом, связанным с линейным спектром Дирака, является уравнение Вейля, которое, однако, неприменимо в физике конденсированных сред, поскольку противоречит симметрии отражения. Уравнение Вейля с реальным спином может быть, в лучшем случае, использовано, как параметрическое уравнение.
Новая эра изучения поверхностных электронных состояний началась с открытия квантового эффекта Холла (1980-е годы) и продолжилась с изучением топологических изоляторов (2010-е годы). Последние демонстрируют такие необычные свойства, как блокировка спинового импульса из-за так называемого взаимодействия Рашбы.
Топологические изоляторы могут применяться для создания приборов спинтроники, топологических кубитов для квантовой информатики, а также термоэлектрических приборов. В топологическом изоляторе электронное состояние «запутано» топологией при движении в импульсном пространстве.
Принятая точка зрения состоит в том, что поверхностное электронное состояние может быть локализовано только в импульсном, а не в реальном пространстве. В докладе были расмотрены все вопросы, связанные с такими состояниями.
Лекцию завершило обсуждение состояния нулевой спиральности, которое является особым пределом состояния Вейля.