Выпуски

 / 

2026

 / 

Январь

  

Обзоры актуальных проблем


ТермоЭДС в топологических изоляторах и двумерных полуметаллах на основе HgTe

  а,   б, в, §  а, *  б, г, #  д
а Universidade de São Paulo, Instituto de Física, São Paulo, Brazil
б Институт физики полупроводников СО РАН, просп. Ак. Лаврентьева 13, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
в Новосибирский государственный университет, Академгородок, ул. Пирогова 2, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
г Новосибирский государственный технический университет, просп. Карла Маркса 20, Новосибирск, 630092, Российская Федерация
д Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, просп. Лаврентьева 13, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

В последние годы были предприняты значительные усилия по исследованию влияния нетривиальной электронной топологии на термоэлектрические свойства материалов. В частности, топологические изоляторы и двумерные полуметаллы стали новым классом термоэлектрических материалов. Когда уровень Ферми находится в пределах запрещённой зоны, термоэлектрический транспорт в двумерных топологических изоляторах определяется в первую очередь одномерными геликоидальными краевыми состояниями, тогда как в трёхмерных топологических изоляторах транспорт определяется двумерными состояниями, которые существуют на поверхности материала. В настоящей работе сделан обзор результатов, полученных на квантовых ямах HgTe, уникальность которых заключается в том, что они сочетают в себе оптимальные характеристики топологических изоляторов и наиболее эффективных термоэлектрических материалов. Также рассмотрены термоэлектрические явления в двумерных полуметаллах на основе HgTe. Эти материалы имеют перекрывающиеся в энергетическом пространстве электронные и дырочные зоны, что приводит к сильному взаимному рассеянию между электронами и дырками, влияющему на термоэлектрический транспорт, и приводит к температурно-зависимому сопротивлению. Явления термоЭДС в двумерных полуметаллах рассматриваются с учётом эффектов диффузии и фононного увлечения. Кроме того, в обзоре обсуждаются двумерные полуметаллы Вейля с бесщелевым конусным спектром и их термоэлектрические свойства. Отмечается влияние сосуществования дираковских и тяжёлых дырок в валентной зоне на термоэлектрические свойства данного материала и перспективы его применения в термоэлектрических устройствах.

Текст pdf (3,1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2025.04.039898
Ключевые слова: топологический изолятор, термоЭДС, квантовый транспорт, квантовая яма HgTe
PACS: 72.15.Jf, 72.20.Pa, 85.35.Be (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.04.039898
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/1/b/
Цитата: Гусев Г М, Квон З Д, Левин А Д, Ольшанецкий Е Б, Михайлов Н Н "ТермоЭДС в топологических изоляторах и двумерных полуметаллах на основе HgTe" УФН 196 2–27 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 14 февраля 2025, доработана: 2 апреля 2025, 9 апреля 2025

English citation: Gusev G M, Kvon Z D, Levin A D, Olshanetsky E B, Mikhailov N N “Thermopower in HgTe-based topological insulators and two-dimensional semimetalsPhys. Usp. 69 2–24 (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.04.039898

Список литературы (90) Похожие статьи (20) ↓

  1. З.Д. Квон, Д.А. Козлов и др. «Топологические изоляторы на основе HgTe» УФН 190 673–692 (2020)
  2. А.В. Галеева, А.С. Казаков, Д.Р. Хохлов «Терагерцовое зондирование топологических изоляторов: фотоэлектрические эффекты» УФН 194 1046–1058 (2024)
  3. С.И. Веденеев «Квантовые осцилляции в трёхмерных топологических изоляторах» УФН 187 411–429 (2017)
  4. С.Н. Вергелес, Н.Н. Николаев и др. «Эффекты общей теории относительности в прецизионных спиновых экспериментах по проверке фундаментальных симметрий» УФН 193 113–154 (2023)
  5. А.В. Дмитриев, И.П. Звягин «Современные тенденции развития физики термоэлектрических материалов» УФН 180 821–838 (2010)
  6. С.Г. Овчинников «Изинговская сверхпроводимость» УФН 195 569–583 (2025)
  7. В.В. Вальков, М.С. Шустин и др. «Топологическая сверхпроводимость и майорановские состояния в низкоразмерных системах» УФН 192 3–44 (2022)
  8. В.Т. Долгополов «Целочисленный квантовый эффект Холла и сопряжённые с ним явления» УФН 184 113–136 (2014)
  9. А.Ф. Барабанов, Ю.М. Каган и др. «Эффект Холла и его аналоги» УФН 185 479–488 (2015)
  10. П.С. Зырянов, Г.И. Гусева «Квантовая теория термомагнитных явлений в металлах и полупроводниках» УФН 95 565–612 (1968)
  11. Е.Д. Эйдельман «Термоэлектрический эффект и термоэлектрический генератор на основе углеродных наноструктур: достижения и перспективы» УФН 191 561–585 (2021)
  12. М.А. Кривоглаз «Флуктуонные состояния электронов» УФН 111 617–654 (1973)
  13. И.М. Лифшиц, М.И. Каганов «Некоторые вопросы электронной теории металлов. III. Кинетические свойства электронов в металле» УФН 87 389–469 (1965)
  14. Н.А. Веретенов, Н.Н. Розанов, С.В. Федоров «Лазерные солитоны: топологические и квантовые эффекты» УФН 192 143–176 (2022)
  15. С.Я. Ветров, И.В. Тимофеев, В.Ф. Шабанов «Локализованные моды в хиральных фотонных структурах» УФН 190 37–62 (2020)
  16. Е.Ф. Шека, Н.А. Попова, В.А. Попова «Физика и химия графена. Эмерджентность, магнетизм, механофизика и механохимия» УФН 188 720–772 (2018)
  17. В.В. Мощалков, Н.Б. Брандт «Немагнитные кондо-решетки» УФН 149 585–634 (1986)
  18. Ю.М. Шукринов «Аномальный эффект Джозефсона» УФН 192 345–385 (2022)
  19. А.П. Жернов, А.В. Инюшкин «Кинетические коэффициенты в кристаллах с изотопическим беспорядком» УФН 172 573–599 (2002)
  20. К.В. Ларионов, П.Б. Сорокин «Исследование плёнок моноатомной толщины: современное состояние» УФН 191 30–51 (2021)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение