RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2018

 / 

Ноябрь

←  →

Конференции и симпозиумы


Поверхностные состояния топологических изоляторов


Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nürnberg, Schlossplatz 4, Erlangen, 91054, Germany

Топологические электронные состояния были предсказаны Б.А. Волковым и О.А. Панкратовым в 1985 г. как пограничные состояния в инверсном контакте между полупроводниками IV—VI со взаимно инвертированными зонами. Как стало ясно впоследствии, "инвертированный" полупроводник SnTe является топологическим изолятором и инверсный контакт служит примером топологически нетривиальной границы. Обсуждаются основные результаты работы Б.А. Волкова и О.А. Панкратова 1985 года и рассматривается, чем модель инверсного контакта может быть полезна для объяснения тесной связи между топологически нетривиальной зонной структурой в объёме и топологическими состояниями на поверхности. Модель инверсного контакта даёт определённые преимущества для более глубокого понимания этой связи, поскольку она допускает аналитическое решение. Неоднородная полупроводниковая структура описывается с помощью эффективного гамильтониана Дирака для материалов IV—VI, полученного аналитически из модели сильной связи. Это позволяет проследить связь между топологическими поверхностными состояниями и зонами в объёме. В результате спиновая текстура поверхностных состояний может быть явно выражена через объёмные характеристики. Оказывается, что спиновой текстурой можно управлять, изменяя изгиб зон на поверхности. В связи с нетривиальной спиновой поляризацией на поверхности интересно рассмотреть взаимодействие Рудермана—Киттеля—Касуи—Иосиды (РККИ) магнитных адатомов, которое может служить локальным зондом для спинового распределения. Это взаимодействие имеет гораздо более сложную структуру, чем в случае обычного неполяризованного ферми-газа. Аналитическая теория позволяет получить явную связь между РККИ-взаимодействием на поверхности топологического изолятора и параметрами объёмного спектра.

Текст pdf (1,5 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2017.12.038307
Ключевые слова: топологические изоляторы, топологические поверхностные состояния, инверсный контакт, спиновая текстура
PACS: 73.20.−r, 73.40.Lq, 73.43.Cd (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.12.038307
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2018/11/k/
000457154900010
2-s2.0-85062295444
2018PhyU...61.1116P
Цитата: Панкратов О А "Поверхностные состояния топологических изоляторов" УФН 188 1226–1237 (2018)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 29 января 2018, 13 декабря 2017

English citation: Pankratov O A “Understanding surface states of topological insulators” Phys. Usp. 61 1116–1126 (2018); DOI: 10.3367/UFNe.2017.12.038307

Список литературы (24) Статьи, ссылающиеся на эту (13) Похожие статьи (20) ↓

  1. С.А. Тарасенко «Электронные свойства топологических изоляторов. Структура краевых состояний и фотогальванические эффекты» УФН 188 1129–1134 (2018)
  2. Ю.Е. Лозовик «Плазмоника и магнитоплазмоника на графене и топологическом изоляторе» УФН 182 1111–1116 (2012)
  3. Б.А. Волков, О.А. Панкратов «Инверсный контакт полупроводников — новая неоднородная структура с двумерным газом электронов нулевой массы» УФН 149 339–342 (1986)
  4. А.Н. Алёшин «Органическая оптоэлектроника на основе композитных (полимер—неорганические наночастицы) материалов» УФН 183 657–664 (2013)
  5. С.В. Морозов «Новые эффекты в графене с высокой подвижностью носителей» УФН 182 437–442 (2012)
  6. Е.М. Дижур, В.А. Вентцель, А.Н. Вороновский «Квантовый транспорт при высоких давлениях» УФН 178 1111–1118 (2008)
  7. С.В. Иорданский, А. Кашуба «Мультикомпонентный двумерный электронный газ как модель для кремниевых гетероструктур» УФН 176 219–222 (2006)
  8. Л.И. Магарилл, А.В. Чаплик, М.В. Энтин «Спектр и кинетика электронов в криволинейных наноструктурах» УФН 175 995 (2005)
  9. Б.А. Волков «Электронные свойства узкощелевых полупроводников типа IV-VI» УФН 173 1013–1015 (2003)
  10. Л.И. Магарилл, Д.А. Романов, А.В. Чаплик «Низкоразмерные электроны в криволинейных наноструктурах» УФН 170 325–327 (2000)
  11. В.Ф. Елесин, И.Ю. Катеев и др. «Теория когерентной генерации туннельно-резонансного диода» УФН 170 333–335 (2000)
  12. И.В. Кукушкин, В.Б. Тимофеев «Магнитооптика двумерных электронов в ультраквантовом пределе» УФН 161 (3) 163–168 (1991)
  13. В.М. Пудалов, С.Г. Семенчинский, В.С. Эдельман «Заряд и потенциал инверсионного слоя МДП-структуры в квантующем магнитном поле» УФН 146 536–538 (1985)
  14. Г.Е. Воловик «Сверхтекучие жидкости во вращении. Вихревые листы Ландау—Лифшица и вихри Онзагера—Фейнмана» УФН 185 970–979 (2015)
  15. Д.А. Киржниц «Пульсары и вращение сверхтекучей жидкости» УФН 165 829–830 (1995)
  16. К.А. Валиев «Современная полупроводниковая микроэлектроника и перспективы ее развития» УФН 109 765–768 (1973)
  17. «Топологические состояния: что это и для чего? Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 29 ноября 2017 г.» УФН 188 1129–1129 (2018)
  18. Б.А. Волков, О.А. Панкратов «Электронное строение квазикубических кристаллов: зоны, диэлектрические свойства, дефекты в узкощелевых полупроводниках» УФН 149 334–336 (1986)
  19. А.М. Калашникова, А.В. Кимель, Р.В. Писарев «Сверхбыстрый оптомагнетизм» УФН 185 1064–1076 (2015)
  20. В.В. Несвижевский «Квантовые состояния нейтронов в гравитационном поле и взаимодействие нейтронов с наночастицами» УФН 173 102–106 (2003)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение